【文章內(nèi)容簡介】 在所規(guī)定的位置上。導(dǎo)向柱除起導(dǎo)向作用外，還使?jié)L珠絲杠在傳動小，免受滑座及手架、裝卸刀手等的重量所造成的偏重力矩的作用，使升降運(yùn)動平穩(wěn)可靠。滾珠絲杠和螺母間的間隙，可修磨調(diào)整墊的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)[10] 升降電機(jī)的選擇 升降電機(jī)的理論分析： （ M表示機(jī)械手自重，m表示爪重）當(dāng)手抓接到上升找刀排的指令后，電動機(jī)帶動滾珠絲杠向使手抓上升的方向轉(zhuǎn)動，帶動手抓上升到接近所選刀排位置時(shí)，手臂支架上的感應(yīng)塊，使刀庫上與刀排位置相應(yīng)的無觸點(diǎn)開關(guān)發(fā)出訊號，電動機(jī)變速，手架隨之減速，裝在訊號盤上的定位塊轉(zhuǎn)到使訊號開關(guān)同時(shí)發(fā)出訊號時(shí)，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，摩擦片式離合器吸合，絲杠制動，手抓準(zhǔn)確地停在預(yù)定的換刀位置上。手架下降找刀排過程與上升情況基本相同，只是電動機(jī)帶動絲杠時(shí)旋轉(zhuǎn)的方向相反。分析電機(jī)的運(yùn)行過程可知，電機(jī)工作時(shí)間比較短，而停機(jī)時(shí)間比較長，屬于短時(shí)工作制的電機(jī)。所以機(jī)械手升降機(jī)構(gòu)的電機(jī)工作特點(diǎn)是：工作時(shí)溫升達(dá)不到最高值，而停車時(shí)可完全冷卻到周圍環(huán)境溫度。由于發(fā)熱情況與長期連續(xù)工作方式的電機(jī)不同，所以，電動機(jī)的選擇也不一樣，即可選擇專用短時(shí)工作的電機(jī)，也可選擇連續(xù)工作制的普通電機(jī)[11]。通過傳動過程的受力分析可知。電機(jī)的負(fù)載為恒定負(fù)載，電機(jī)的輸出功率分為兩部分，一部分通過齒輪減速傳遞給制動器。另外一部分通過絲杠傳遞給手抓。忽略導(dǎo)向柱摩擦力引起的功率損失可用公如下公式表達(dá)：P電=P制 + P手抓 （） P電為電機(jī)理論輸出功率。P手抓為手抓理論輸入功率。P制為制動器理論輸入功率。由于制動器的輸入功率相比手抓理論輸入功率很小，所以可忽略不記。于是：P電=P手抓 （）對于負(fù)載功率PL恒定不變的成產(chǎn)機(jī)械，拖動這類機(jī)械的電動機(jī)在短時(shí)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載圖及溫升曲線如圖3所示。為這類工作機(jī)械選擇電動機(jī)時(shí)，只需按設(shè)計(jì)手冊中的計(jì)算公式算出負(fù)載所需輸入功率PW，再選擇一臺額定功率為 PN≥PW （）的電機(jī)即可。 電動機(jī)所需的輸出功率為：Pn = （）PW為工作機(jī)械所要求的輸入功率（Kw）；η為電動機(jī)至工作機(jī)的總效率。由于機(jī)械手升降機(jī)的電動機(jī)是通過間連接直接傳遞到工作機(jī)的，所以η=1。于是：Pn=PW （）工作機(jī)要求輸入功率根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可查到計(jì)算公式：PW = （） F為工作機(jī)的阻力；v為升降機(jī)構(gòu)的上升速度；ηw為工作機(jī)的效率。 查表知，v=250mm/s；： F=(M+m)g=(22Kg+20Kg)x10N/Kg=420N。工作機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)中包括一對球軸承運(yùn)動副和一個(gè)滾珠絲杠副，查機(jī)械手冊可知球軸承的傳動效率ηQ=；滾珠絲杠副的傳動效率ηG=~；選擇ηG=；則：ηw=ηQxηG==；：PW = ==；Pn=PW=；≥。 由于滾珠絲杠的導(dǎo)程選擇為10；根據(jù)導(dǎo)程公式：Ph= （）vmax=250mm/s；按照機(jī)械手冊表12114，取Ph=10；可推算出：nmax= ==25r/s=1500r/min （） ，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的三相異步電機(jī)。按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表17135，選取型號為Y8014的三相異步電動機(jī)?；緟?shù)如表所示。型號額定功率/（kW）同步轉(zhuǎn)速/rmin1 滿載時(shí)額定電流/A 轉(zhuǎn)速/rmin1效率/%功率因數(shù) Y801415001390 電機(jī)調(diào)速三相異步電機(jī)的調(diào)速方法有調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速、改變極對數(shù)調(diào)速和變頻調(diào)速。變頻調(diào)速的機(jī)械特性如圖3所示。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速正比于定子電源的頻率f，若連續(xù)的調(diào)節(jié)定子電源頻率，即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 三相異步電機(jī)變頻調(diào)速認(rèn)為機(jī)械特性 變頻調(diào)速原理所謂變頻調(diào)速，就是通過改變電動機(jī)定子供電頻率以改變同步轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。在調(diào)速過程中，從高速刀低速都可以保持有限的轉(zhuǎn)差功率，因而，具有高效率、寬范圍和高精度的調(diào)速性能?？梢哉J(rèn)為，變頻調(diào)速是異步電動機(jī)調(diào)速最有發(fā)展前途的一種方法。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率[12]。 a. 采用變頻的目的：恒壓控制或恒流控制等。 b. 變頻器的負(fù)載類型：如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。 c . 變頻器與負(fù)載的匹配問題：（1）電壓匹配：變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。（2）電流匹配：普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。（3）轉(zhuǎn)矩匹配：這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。 d. 在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時(shí)，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。 e. 變頻器如果要長電纜運(yùn)行時(shí)，此時(shí)要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。 f. 對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高溫，高海拔，此時(shí)會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。電磁離合器是實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動化控制的主要執(zhí)行元件之一,可在原動機(jī)不中斷旋轉(zhuǎn)的情況下控制傳動系統(tǒng)。如機(jī)床主軸的自動起動、停止(制動)、反向、變速、定位和進(jìn)給系統(tǒng)中的切換等。加之電磁離合器體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏、消耗功率小及操作方便等,在現(xiàn)代技術(shù)中被廣泛應(yīng)用[13]4 摩擦片式電磁離合器的選用摩擦轉(zhuǎn)矩有靜摩擦轉(zhuǎn)矩和動摩擦轉(zhuǎn)矩,是選擇離合器的基本參數(shù)。靜轉(zhuǎn)矩是離合器處于勵(lì)磁狀態(tài),內(nèi)、外摩擦片間無相對滑動,自主動側(cè)傳遞到從動側(cè)的最大轉(zhuǎn)矩。動轉(zhuǎn)矩是離合器處于勵(lì)磁狀態(tài),內(nèi)、外摩擦片間有相對滑動,自主動側(cè)傳遞到從動側(cè)的轉(zhuǎn)矩。選擇時(shí)應(yīng)使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩乘以安全系數(shù)小于公稱靜轉(zhuǎn)矩。連接時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩加上加速轉(zhuǎn)矩乘以安全系數(shù)小于公稱動轉(zhuǎn)矩。濕式的靜摩擦轉(zhuǎn)矩約為動摩擦轉(zhuǎn)矩的2倍,而干式的大致相同。離合器處于非勵(lì)磁狀態(tài),主動側(cè)旋轉(zhuǎn),自主動側(cè)傳遞到從動側(cè)的轉(zhuǎn)矩稱為空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。干式的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩一般很小,可忽略不計(jì)。濕式由于存在潤滑油,其黏度是引起空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的主要原因。從切斷電流到發(fā)生空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的一段過渡狀態(tài)中,離合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩稱為殘留轉(zhuǎn)矩。無論是濕式還是干式離合器,在勵(lì)磁電流切斷后由于磁滯現(xiàn)象,磁力不能馬上消失,是造成殘留轉(zhuǎn)矩的主要因素。潤滑油的黏度和表面張力是另一因素。后一因素對干式的影響不太顯著,濕式離合器殘留轉(zhuǎn)矩的持續(xù)時(shí)間比干式離合器長得多,這段時(shí)間的長短將隨離合器的構(gòu)造、供油條件等因素而變化。轉(zhuǎn)速愈低,殘留時(shí)間愈長?？辙D(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和殘留轉(zhuǎn)矩都將使離合器的負(fù)載不能脫開而引起發(fā)熱,應(yīng)當(dāng)愈小愈好。當(dāng)開關(guān)接通時(shí),由于線圈中存在電阻和電感,電流隨時(shí)間呈指數(shù)曲線上升,達(dá)到一定值時(shí),銜鐵被吸動。此時(shí)磁路中的間隙突然變小,阻抗隨之降低,使電器回路中的電感急劇增加,電流相應(yīng)有一波動。當(dāng)銜鐵將摩擦片壓緊時(shí),開始傳遞轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩隨電流增加而增大,當(dāng)滑差為0時(shí)轉(zhuǎn)矩增至最大。連接過程終止時(shí)達(dá)到靜摩擦轉(zhuǎn)矩值。電磁離合器的動作特性參數(shù)主要有: 銜鐵吸引時(shí)間,即從離合器線圈通電開始到產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩所需的時(shí)間。!接通時(shí)間,即從離合器線圈通電開始到轉(zhuǎn)矩上升至80%公稱動轉(zhuǎn)矩所需的時(shí)間。?斷開時(shí)間,即從離合器線圈斷電開始到轉(zhuǎn)矩下降至10%公稱動轉(zhuǎn)矩所需的時(shí)間離合器在摩擦片連接時(shí)會發(fā)熱磨損甚至燒損,因此要有一定的散熱能力。該參數(shù)的大小主要取決于摩擦材料的容許摩擦功。如果離合器連接部分溫升過高,將使線圈、集流環(huán)、軸承的溫度升高,絕緣線圈的溫升極限決定于絕緣材料的耐熱等級,標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定。離合器的壽命是以摩擦片磨損不能正常工作之前所離合的次數(shù)來表示。濕式多片電磁離合器的正常壽命一般規(guī)定為(50~160)1000次首先把離合器被動側(cè)固定,通入額定勵(lì)磁電流,使主動側(cè)與被動側(cè)在靜止?fàn)顟B(tài)下完全連接。然后在主動側(cè)施加一定力矩,測出離合器滑移開始前的力矩,即靜摩擦力矩。力矩的測定常用彈簧秤或測力傳感器。在原動機(jī)輸出軸上裝上測定裝置的離合器,該離合器被動部分的輸出軸裝一飛輪,在同一輸出軸的端部裝被測離合器的聯(lián)結(jié)或磁軛,被測離合器的被動側(cè)與機(jī)架固定。力矩變換器和轉(zhuǎn)速表均裝在輸出軸上,并將轉(zhuǎn)速、力矩和被測離合器的電壓飛電流等訊號接到示波器上。測定步驟如下:先接通試驗(yàn)裝置用的離合器,然后起動原動機(jī),此時(shí)飛輪和被測離合器的主動側(cè)上升到規(guī)定轉(zhuǎn)速,待穩(wěn)定后測出轉(zhuǎn)速。這時(shí)將試驗(yàn)裝置用的離合器電源切斷,同時(shí)接通被測離合器電源,產(chǎn)生制動力矩,并將試驗(yàn)裝置用的離合器被動側(cè)、飛輪、被測離合器的主動側(cè)均制動停止。這時(shí)所發(fā)生的力矩,用力矩變換器測出。被測離合器的電壓、電流、轉(zhuǎn)速的變化同時(shí)用示波器記錄。由力矩定標(biāo)曲線讀出動力矩值,也可由示波器得到制動的時(shí)間按下式算出動摩擦力矩Md[2]。式中:Md為動力矩,Nm。GD2為被動側(cè)飛輪的慣性質(zhì)量,Nm2。N為飛輪轉(zhuǎn)速,rad/min。t1為動力矩上升時(shí)間,s。t2為動力矩達(dá)到最大值的穩(wěn)定時(shí)間,s。Mm為摩擦阻力矩,Mm=GD2n/375t；t為從飛輪的初始轉(zhuǎn)速帶靜止所經(jīng)歷的時(shí)間。在試架中裝上被測離合器,但不接通,使離合器從動側(cè)與機(jī)架固定,其方法與測定Mm相同,從而用下式求出空轉(zhuǎn)力矩[2]。式中:t?為未裝被測離合器時(shí)飛輪的停車時(shí)間,s。t%為已裝上被測離合器時(shí)飛輪的停車時(shí)間,s。先將離合器被動側(cè)固定,接通電源,則主動側(cè)與被動側(cè)在靜止?fàn)顟B(tài)下完全連結(jié)。然后在主動側(cè)加上任意力矩,使離合器被動側(cè)承受某一