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简述AC直线电动机与精密滚珠丝杠副的必然性
2010-9-11 阅读(2921)
AC直线电动机与精密滚珠丝杠副的必然性
具有成熟制造技术和产业化规模的滚珠丝杠副,从它诞生至今已有100多年历史,在中国也有46年历史。其产品功能随主机的发展不断扩展、提高,从zui初的“敏捷省能传动”(上世纪六十年代前)到“精密定位”(上世纪七十年代后),再从“大导程快速驱动”(上世纪八十年代)到“精密高速驱动”(上世纪九十年代中期),“速度”与“精度”的发展可谓与时俱进,特别是进入21世纪,PHS-BS得到迅速发展,成为数控装备伺服快速进给系统中与AC-LM并列的两颗耀眼明星。
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- 对循环返向装置进行了优化设计。试验研究证明循环返向装置是直接影响PHS-BS滚珠流畅性和动态特性、振动和噪声的关键环节,它制约了DN值的提高。早期的PHS-BS采用厚壁切入式的导珠管,使滚珠螺母螺旋线的延伸方向与导珠管对接。近年又流行一种新的内循环结构,它是在滚珠螺母的螺旋线两端配置“端塞式”返向装置,使DN值达到200000,噪声降低6-7dB(A),螺母径向尺寸缩小30%左右。
- 优化滚珠链结构。为减小高速旋转时滚动体的离心力,采用小径球、Si3N4陶瓷球或DS改质球。为了隔断滚动体在高速运转时相互碰撞、挤压、摩擦,在滚珠链中增加用特殊工程塑料制作并有润滑功能的隔离器,从而有效降低温升和噪声,增加滚动体的流畅性。
- 为减少高速时“楔效应”对滚动体流畅性的影响,对内外螺纹滚道的几何参数进行优化设计,并降低滚道面的粗糙度,或对表面进行改质处理,改善摩擦特性。
- 将滚珠丝杠做成空心,从丝杠内部实施强冷。有的企业还在内孔中配置阻尼棒,抑制高速时的振动。HIWIN公司的“Cool Type I”系列还同时对滚珠螺母实施强冷。
- 近年德国Rexroth、INA、日本THK等公司推出AC电机直接驱动滚珠螺母的高速线性驱动装置(详见《中国机械与金属》2005年12期)。
- 丝杠和螺母分别由两个AC电机驱动,借助于两者转速大小和施转方向的叠加,既可成倍提速,又能实现微量进给。
- 充分利用滚珠丝杠副能完成同步运动的功能,采用双电机双丝杠驱动方式,提高伺服进给系统在高速时的平稳性,改善动能特性,例如:美国CINCINNATI LAMB公司的HPC-800HP高速卧式加工中心(见图3)。此外,德国DMG的DMC63H,瑞士DIXI公司的DHP-80-5x,日本牧野公司的A55E,中国大连机床集团的DHSC500,宁江机床集团的NJ-5HMC40等,也采用双电机、双丝杠驱动。
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本文有苏州中航长风数控科技有限公司各系列电火花机床,火花机整理发布在 公司上。
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