主傳動系統(tǒng)主軸優(yōu)化節(jié)能方法
發(fā)布時間：2021-04-02 21:22:52 點擊率：
主傳動系統(tǒng)主軸優(yōu)化節(jié)能方法
數(shù)控加工中心主軸即為銑床加工時夾持刀具轉動的軸，主要包括主軸、軸承和一些 傳動機構構成，在數(shù)控加工中心加工過程中的主要作用就是用來裝夾刀具，帶動刀具儀 器旋轉運動，數(shù)控加工中心主軸作為銑床非常重要的元器件之一，其結構精度和剛度將 直接決定數(shù)控機床加工過程中其加工的工件的質量和精度，對數(shù)控加工中心的切削效率 也有一定的影響，判斷數(shù)控加工中心主軸的好壞指標主要有三點：主軸材質剛度，主軸 的剛度分為動態(tài)剛度和靜態(tài)剛度；主軸旋轉是的精度，主軸的旋轉精度主要指數(shù)控 銑床在加工工件的過程中主軸在徑向和軸向上的漂移精度，與主軸制造過程中與軸 承的裝配有關；以及主軸速度的平滑性。因此數(shù)控加工中心主軸在銑床加工過程中占據(jù) 著相當重要的地位，研宄數(shù)控加工中心主軸功率特性提出優(yōu)化節(jié)能方法很有必要。
數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)的主軸旋轉加速一般是由主軸從靜止狀態(tài)加速至較高轉 速的一個過程，目前數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)大都采用變頻器來實現(xiàn)主軸旋轉的加速和無極調速過程。主軸啟動時功率消耗較大，而所消耗的這部分功率能耗沒有直接用 于銑削加工，不屬于有效切削功率，優(yōu)化此部分的功率消耗有助于提高主傳動系統(tǒng) 能效，因此為了從改進主軸變頻器加速時間的角度分析，從而一步步達到優(yōu)化數(shù)控 銑床主傳動系統(tǒng)的目的，必須首先建立主傳動系統(tǒng)主軸功率與加速時間的函數(shù)關 系，將主軸變頻器的加速時間和主軸轉速、功率等起來，建立主軸旋轉加速功 率方程，進一步建立其能耗模型，研宄主軸旋轉加速功率與旋轉加速時間之間的關 系。利用控制變量法，通過設定初始條件，控制單一變量從而達到優(yōu)化的目的，將 初始轉速!!，和終轉速112設定為固定參數(shù)，通過改變不同的 主軸變頻器的加速時間^，得到不同條件下的主軸旋轉能耗，從中選出小能耗時 的主軸變頻器的加速時間ta，此時的^即為時間，即為我們在進行主傳動系統(tǒng) 節(jié)能優(yōu)化時所需要的時間。具體如何建立主傳動系統(tǒng)主軸功率與加速時間之間的函 數(shù)關系，如何選取合適的主軸變頻器加速時間，優(yōu)化主軸能耗，從而降低主傳動系 統(tǒng)能耗這一過程將在接下來的兩節(jié)中進行詳細闡述并進行實驗驗證。
數(shù)控加工中心主軸即為銑床加工時夾持刀具轉動的軸，主要包括主軸、軸承和一些 傳動機構構成，在數(shù)控加工中心加工過程中的主要作用就是用來裝夾刀具，帶動刀具儀 器旋轉運動，數(shù)控加工中心主軸作為銑床非常重要的元器件之一，其結構精度和剛度將 直接決定數(shù)控機床加工過程中其加工的工件的質量和精度，對數(shù)控加工中心的切削效率 也有一定的影響，判斷數(shù)控加工中心主軸的好壞指標主要有三點：主軸材質剛度，主軸 的剛度分為動態(tài)剛度和靜態(tài)剛度；主軸旋轉是的精度，主軸的旋轉精度主要指數(shù)控 銑床在加工工件的過程中主軸在徑向和軸向上的漂移精度，與主軸制造過程中與軸 承的裝配有關；以及主軸速度的平滑性。因此數(shù)控加工中心主軸在銑床加工過程中占據(jù) 著相當重要的地位，研宄數(shù)控加工中心主軸功率特性提出優(yōu)化節(jié)能方法很有必要。
數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)的主軸旋轉加速一般是由主軸從靜止狀態(tài)加速至較高轉 速的一個過程，目前數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)大都采用變頻器來實現(xiàn)主軸旋轉的加速和無極調速過程。主軸啟動時功率消耗較大，而所消耗的這部分功率能耗沒有直接用 于銑削加工，不屬于有效切削功率，優(yōu)化此部分的功率消耗有助于提高主傳動系統(tǒng) 能效，因此為了從改進主軸變頻器加速時間的角度分析，從而一步步達到優(yōu)化數(shù)控 銑床主傳動系統(tǒng)的目的，必須首先建立主傳動系統(tǒng)主軸功率與加速時間的函數(shù)關 系，將主軸變頻器的加速時間和主軸轉速、功率等起來，建立主軸旋轉加速功 率方程，進一步建立其能耗模型，研宄主軸旋轉加速功率與旋轉加速時間之間的關 系。利用控制變量法，通過設定初始條件，控制單一變量從而達到優(yōu)化的目的，將 初始轉速!!，和終轉速112設定為固定參數(shù)，通過改變不同的 主軸變頻器的加速時間^，得到不同條件下的主軸旋轉能耗，從中選出小能耗時 的主軸變頻器的加速時間ta，此時的^即為時間，即為我們在進行主傳動系統(tǒng) 節(jié)能優(yōu)化時所需要的時間。具體如何建立主傳動系統(tǒng)主軸功率與加速時間之間的函 數(shù)關系，如何選取合適的主軸變頻器加速時間，優(yōu)化主軸能耗，從而降低主傳動系 統(tǒng)能耗這一過程將在接下來的兩節(jié)中進行詳細闡述并進行實驗驗證。
下一個：主軸正轉控制過程分析
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