【文章內(nèi)容簡介】 在所規(guī)定的位置上。導向柱除起導向作用外，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)整墊的厚度進行調(diào)節(jié)[10] 升降電機的選擇 升降電機的理論分析： （ M表示機械手自重，m表示爪重）當手抓接到上升找刀排的指令后，電動機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，手臂支架上的感應塊，使刀庫上與刀排位置相應的無觸點開關(guān)發(fā)出訊號，電動機變速，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)同時發(fā)出訊號時，電動機停轉(zhuǎn)，摩擦片式離合器吸合，絲杠制動，手抓準確地停在預定的換刀位置上。手架下降找刀排過程與上升情況基本相同，只是電動機帶動絲杠時旋轉(zhuǎn)的方向相反。分析電機的運行過程可知，電機工作時間比較短，而停機時間比較長，屬于短時工作制的電機。所以機械手升降機構(gòu)的電機工作特點是：工作時溫升達不到最高值，而停車時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)工作方式的電機不同，所以，電動機的選擇也不一樣，即可選擇專用短時工作的電機，也可選擇連續(xù)工作制的普通電機[11]。通過傳動過程的受力分析可知。電機的負載為恒定負載，電機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。忽略導向柱摩擦力引起的功率損失可用公如下公式表達：P電=P制 + P手抓 （） P電為電機理論輸出功率。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 （）對于負載功率PL恒定不變的成產(chǎn)機械，拖動這類機械的電動機在短時運行時的負載圖及溫升曲線如圖3所示。為這類工作機械選擇電動機時，只需按設計手冊中的計算公式算出負載所需輸入功率PW，再選擇一臺額定功率為 PN≥PW （）的電機即可。 電動機所需的輸出功率為：Pn = （）PW為工作機械所要求的輸入功率（Kw）；η為電動機至工作機的總效率。由于機械手升降機的電動機是通過間連接直接傳遞到工作機的，所以η=1。于是：Pn=PW （）工作機要求輸入功率根據(jù)機械設計手冊可查到計算公式：PW = （） F為工作機的阻力；v為升降機構(gòu)的上升速度；ηw為工作機的效率。 查表知，v=250mm/s；： F=(M+m)g=(22Kg+20Kg)x10N/Kg=420N。工作機的傳動機構(gòu)中包括一對球軸承運動副和一個滾珠絲杠副，查機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=；≥。 由于滾珠絲杠的導程選擇為10；根據(jù)導程公式：Ph= （）vmax=250mm/s；按照機械手冊表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。按機械設計手冊表17135，選取型號為Y8014的三相異步電動機。基本參數(shù)如表所示。型號額定功率/（kW）同步轉(zhuǎn)速/rmin1 滿載時額定電流/A 轉(zhuǎn)速/rmin1效率/%功率因數(shù) Y801415001390 電機調(diào)速三相異步電機的調(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)速的機械特性如圖3所示。異步電動機的轉(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，即可實現(xiàn)連續(xù)地改變電動機的轉(zhuǎn)速。 三相異步電機變頻調(diào)速認為機械特性 變頻調(diào)速原理所謂變頻調(diào)速，就是通過改變電動機定子供電頻率以改變同步轉(zhuǎn)速來實現(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。可以認為，變頻調(diào)速是異步電動機調(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。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. 變頻器的負載類型：如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的性能曲線，性能曲線決定了應用時的方式方法。 c . 變頻器與負載的匹配問題：（1）電壓匹配：變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。（2）電流匹配：普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數(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)矩負載或有減速裝置時有可能發(fā)生。 d. 在使用變頻器驅(qū)動高速電機時，由于高速電機的電抗小，高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機的選型。 e. 變頻器如果要長電纜運行時，此時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. 對于一些特殊的應用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。電磁離合器是實現(xiàn)設備自動化控制的主要執(zhí)行元件之一,可在原動機不中斷旋轉(zhuǎn)的情況下控制傳動系統(tǒng)。如機床主軸的自動起動、停止(制動)、反向、變速、定位和進給系統(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。選擇時應使機器運轉(zhuǎn)的最大負載轉(zhuǎn)矩乘以安全系數(shù)小于公稱靜轉(zhuǎn)矩。連接時的負載轉(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。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)時間比干式離合器長得多,這段時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,殘留時間愈長。空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和殘留轉(zhuǎn)矩都將使離合器的負載不能脫開而引起發(fā)熱,應當愈小愈好。當開關(guān)接通時,由于線圈中存在電阻和電感,電流隨時間呈指數(shù)曲線上升,達到一定值時,銜鐵被吸動。此時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,電流相應有一波動。當銜鐵將摩擦片壓緊時,開始傳遞轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩隨電流增加而增大,當滑差為0時轉(zhuǎn)矩增至最大。連接過程終止時達到靜摩擦轉(zhuǎn)矩值。電磁離合器的動作特性參數(shù)主要有: 銜鐵吸引時間,即從離合器線圈通電開始到產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩所需的時間。!接通時間,即從離合器線圈通電開始到轉(zhuǎn)矩上升至80%公稱動轉(zhuǎn)矩所需的時間。?斷開時間,即從離合器線圈斷電開始到轉(zhuǎn)矩下降至10%公稱動轉(zhuǎn)矩所需的時間離合器在摩擦片連接時會發(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,標準中已有規(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,通入額定勵磁電流,使主動側(cè)與被動側(cè)在靜止狀態(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:先接通試驗裝置用的離合器,然后起動原動機,此時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。這時將試驗裝置用的離合器電源切斷,同時接通被測離合器電源,產(chǎn)生制動力矩,并將試驗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)速的變化同時用示波器記錄。由力矩定標曲線讀出動力矩值,也可由示波器得到制動的時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為動力矩上升時間,s。t2為動力矩達到最大值的穩(wěn)定時間,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飛輪的停車時間,s。t%為已裝上被測離合器時飛輪的停車時間,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)在靜止狀態(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