Al analizar la relación entre estos parámetros y su impacto en la estructura y el rendimiento, se extrajeron algunas conclusiones valiosas.
Palabras clave: sistema de transmisión; brecha de potencia; relación de reducción de par
El sistema de transmisión principal es el eslabón central del sistema de transmisión de la fresadora. El accionamiento principal de las fresadoras tradicionales
El sistema de potencia adopta una transmisión paso a paso y sus métodos de cálculo y diseño se han analizado en detalle.
Estado. Con el desarrollo de la tecnología de las máquinas herramienta, el principal sistema de transmisión de las fresadoras CNC y los centros de mecanizado
Las transmisiones continuamente variables se han utilizado ampliamente. Aunque algunos manuales de diseño de máquinas herramienta grandes no son adecuados
Se analizan los métodos de análisis, cálculo y diseño del método de transmisión paso a paso, y se forman algunos esquemas de diseño
principios, pero el mecanizado del husillo es continuo. Los requisitos para los sistemas de velocidad variable son diversos. Con el desarrollo de la tecnología de las máquinas herramienta, el diseño de los productos de las máquinas herramienta es cada vez más razonable.
A la hora de diseñar el sistema de transmisión principal se requieren principales parámetros técnicos y parámetros característicos como altura y altura.
Relación de reducción de engranajes, velocidad nominal del husillo, pérdida de potencia, etc. Está todo calculado.
Se analiza la interrelación e influencia entre ellos, así como el impacto en el desempeño estructural. En el pasado
la introducción y discusión de este aspecto en la literatura técnica era más general y simple, y se extraían conclusiones relevantes
Esto también es simple y no puede cumplir con los requisitos de análisis y diseño, por lo que es necesario realizar continuamente investigaciones en profundidad y mejorar los métodos de cálculo y diseño del accionamiento principal. He sido responsable de muchos proyectos a lo largo de los años.
El diseño de fresadoras CNC y productos de centros de mecanizado, y el diseño de diversos sistemas de transmisión principales.
El análisis en profundidad ha acumulado más experiencia en el análisis y diseño del sistema de transmisión principal.
Se dedujeron, calcularon y analizaron los principales parámetros de diseño y parámetros característicos.
Tras el análisis, se extraen algunas conclusiones más aplicables, que se presentan a continuación.
1 Características del sistema de transmisión continua del husillo
El sistema de transmisión continua del husillo se compone principalmente de un motor regulador de velocidad continuo, un dispositivo de transmisión y una máquina
Mecanismo de transmisión mecánica.
1.1 Las principales características mecánicas del motor de velocidad continua y su accionamiento
El motor de velocidad continua tiene un punto de inflexión de velocidad, que es la velocidad nominal. Sus características son: menos que la velocidad nominal es el rango de par constante y la velocidad nominal es mayor que el rango de potencia constante, como se muestra en la Figura 1. Las velocidades nominales generalmente incluyen 500 rpm, 750 rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, 2000 rpm, etc. Según el principio de coste, se suelen utilizar de la siguiente manera.
1500 rpm si se utiliza directamente un motor con una velocidad nominal superior a 1500 rpm,
No hay desaceleración mecánica, el rango de potencia constante de salida y el par a baja velocidad son pequeños. y es imposible
Cumplir con los requisitos para un uso normal en diversas ocasiones.
1.2 Tipos y características de los mecanismos de transmisión mecánica en sistemas de transmisión continuamente variable de husillo
(1) Accionamiento directo 1:1
El motor se puede conectar directamente a el conjunto de husillo o impulsado por una correa síncrona, tiene una estructura simple y es fácil de alcanzar a alta velocidad, pero el par es pequeño a baja velocidad, por lo que generalmente solo es adecuado para situaciones de corte ligero y de alta velocidad.
(2) Desaceleración o aceleración directa
Se suele utilizar transmisión por correa de distribución o transmisión por engranajes, con una estructura sencilla.
Sola. Para la transmisión de reducción, el rango de potencia constante se puede ampliar y el par del husillo se puede aumentar, pero se amplía
y la velocidad máxima es limitada. Con la tracción ascendente, obtienes altas RPM, pero con un rango de potencia constante reducido y un par reducido a baja velocidad.
(3) Transmisión de velocidad variable de dos etapas alta y baja
Generalmente, se utiliza un mecanismo de transmisión de engranajes de dos velocidades, que puede igualar una velocidad nominal más económica.
Un motor de velocidad continua más grande no solo puede alcanzar velocidades más altas, sino también ampliar en gran medida la velocidad constante.
Se puede realizar un rango de potencia, par mejorado a baja velocidad, adecuado para los requisitos de alcanzar velocidades más altas.
Ocasiones donde se requieren grandes volúmenes de corte.
(4) Transmisión variable de tres etapas de marchas altas, medias y bajas.
Utilizando un mecanismo de transmisión de engranajes de tres velocidades, la velocidad nominal es más económica.
El motor de velocidad continua no solo puede alcanzar una velocidad más alta, sino que también amplía en gran medida el rango de potencia constante.
Aumenta significativamente el par a baja velocidad, adecuado para cortes de gran tamaño y alta velocidad.
En el caso del procesamiento por lotes, sus propiedades mecánicas son casi las mismas que las de los engranajes de transmisión escalonada. Sin embargo,
la estructura es compleja y la velocidad máxima está más limitada debido al modo de transmisión multietapa de los engranajes.
Este método de transmisión rara vez se utiliza en la actualidad.
Como se puede ver en la introducción anterior, varios métodos de transmisión tienen sus propias ventajas y desventajas. La clave es elegir diferentes modos de transmisión según
los diferentes requisitos de uso.
1.3 Acerca del modo de transmisión variable de dos etapas alta y baja
Del análisis anterior, se puede ver que el uso del modo de transmisión variable de dos etapas alta y baja no puede solo
obtiene alta velocidad, pero también el rango de potencia constante se amplía enormemente y la tasa de mejora se reduce considerablemente.
Par de alta velocidad y la estructura es más simple que la transmisión de tres etapas, por lo que es un lado de transmisión ideal.
Tipo. Especialmente debido al precio del sistema de control electrónico, a menudo utilizamos motores de husillo con una velocidad nominal de 1500r/min. Cuando la velocidad nominal es mayor o igual a.
Un motor de husillo de 1000 r/min requiere un rango de potencia constante de salida mayor.
Para un mayor par de torsión a baja velocidad del husillo y una mayor velocidad del husillo, se deben utilizar engranajes altos y bajos.
Modo de transmisión variable.
Al mismo tiempo, se puede ver que el cálculo y diseño de los métodos de transmisión variable de dos etapas alta y baja son importantes.
Es mucho más complicado que la transmisión directa. Diferentes selecciones de parámetros conducirán a diferentes propiedades mecánicas
adaptadas de manera diferente a los diferentes requisitos de uso. Por lo tanto, se deriva el cálculo de cada parámetro de diseño.
Fórmula, analiza el impacto de la selección de cada parámetro en las propiedades mecánicas, analiza la selección de parámetros y conclusiones.
Diseño estructural, este es el diseño del sistema de regulación continua de velocidad del husillo. Se trata de cómo lograr los requisitos técnicos predeterminados de las máquinas herramienta CNC a través del
cálculo y diseño, y lograrlo. mejores resultados.
Hacer importante la capacidad de fabricación y la relación rendimiento-precio.
2 Cálculo y análisis de sistemas de transmisión de dos etapas alta y baja
Existen muchas formas de mecanismos de transmisión de dos etapas alta y baja, pero su análisis y cálculo son los siguientes
Lo mismo. En el diseño de productos de máquinas herramienta, generalmente se basa en el producto.
La ubicación, el propósito, los requisitos técnicos y otros factores determinan la potencia del motor principal y su velocidad nominal, la
velocidad máxima principal del eje principal y el par máximo del eje principal. y luego, en función de estos parámetros principales Parámetros
Calcule y determine las relaciones de reducción de alta y baja velocidad del accionamiento principal, asegurando
establecer otros parámetros y parámetros estructurales para el diseño estructural . Debido al uso de una fórmula del lado de la transmisión de dos velocidades, puede ocurrir una pérdida de potencia dentro de un cierto rango de velocidades, que es la brecha de potencia. Para reducir la brecha de potencia tanto como sea posible, también es necesario determinar las marchas altas y bajas de la transmisión principal.
Una de las bases principales para la relación de reducción de engranajes.
2.1 Cálculo de ratios de reducción altos y bajos
2.5 Análisis exhaustivo y determinación de la selección de parámetros
La fórmula anterior refleja la relación entre los principales parámetros técnicos, el parámetros de diseño Seleccionar.
La selección, el análisis de las características técnicas, el diseño y análisis estructural juegan un papel importante.
(1) El impacto de la relación de reducción baja en las características mecánicas y la selección de la relación de reducción
Según la fórmula (1), la relación de reducción de marcha baja consiste en el par máximo de el husillo y el par máximo del motor.
Decide. Cuanto mayor sea el par máximo del husillo, mayor será la relación de reducción de engranajes bajos; a la inversa, cuanto mayor sea la relación de engranajes de reducción de bajo nivel, mayor será el par máximo del husillo; Al mismo tiempo, según la fórmula (3), cuanto mayor sea la relación de reducción de engranajes bajos del husillo, menor será la velocidad nominal, es decir, más amplio será el rango de potencia constante. Pero según las fórmulas
(5), (6), (7), cuanto mayor sea la relación de reducción a baja velocidad, mayor será la pérdida de potencia o la brecha de potencia.
Por lo tanto, es necesario considerar el análisis de manera integral y elegir un índice de reducción bajo mayor para garantizar el éxito.
Es necesario tener un amplio rango de par máximo del husillo y potencia constante, pero la relación de reducción a baja velocidad no puede ser demasiado grande, de lo contrario, la pérdida de potencia será demasiado grande, lo que afectará en gran medida al rendimiento. El rendimiento de la máquina herramienta no tiene ningún efecto positivo.
Requisitos comunes. Generalmente, es más apropiado elegir una relación de reducción baja, específicamente de 3,5 a 5.
La elección depende de requisitos técnicos específicos y requisitos de uso.
(2) La influencia de la relación de reducción de alto nivel en las propiedades mecánicas y la selección de la relación de reducción.
La literatura técnica anterior rara vez analizaba los índices de reducción de alta ley y simplemente señalaba que eran altos.
La relación de reducción de engranajes es generalmente 1.
Según las ecuaciones (5), (6) y (7), cuanto mayor sea la relación de reducción de alta velocidad, menor será la pérdida de potencia;
Al mismo tiempo, De acuerdo con las ecuaciones (3) y (10)), cuanto mayor sea la relación de reducción de gama alta, menor será la velocidad de la brecha de potencia.
Cuanto menor sea la circunferencia. Por lo tanto, la relación de reducción de alta velocidad es buena para las características mecánicas. Y según la fórmula
(2), bajo la condición de una cierta velocidad máxima del husillo, cuanto mayor sea la relación de reducción de alto grado, mayor será la velocidad máxima utilizada por el motor
es. Sabemos que al tomar decisiones de diseño, no tenemos que elegir.
Para elegir la verdadera velocidad máxima del motor, como para cuánto elegir, se requiere de un análisis exhaustivo. Del
Se puede ver en el análisis anterior que cuanto mayor sea la velocidad máxima del motor, mejores serán las propiedades mecánicas. Sin embargo,
mayor será la velocidad máxima del motor. cuanto mayor es el impacto en la estabilidad y el procesamiento de la estructura mecánica, más importante es la precisión.
Cuanto mayor es la demanda, mayor es el costo y menor es la economía. Esto se convierte en una contradicción hasta cierto punto.
Por lo tanto, la relación de reducción de gama alta generalmente se selecciona entre 1 y 1,5, y no es necesario limitarla a 1.
(3) Análisis de la brecha de resistencia
Según la fórmula (5), después de determinar las características del motor y la velocidad máxima del husillo, la potencia mínima
está relacionada con los ratios de reducción altos y bajos. Elija una relación de reducción grande y alta y una relación de reducción pequeña y baja.
Cuanto mayor sea la relación, mayor será la potencia mínima, es decir, menor será la pérdida de potencia. Pero también se puede ver en el análisis anterior
Como todos sabemos, la estabilidad de la estructura mecánica y la precisión del procesamiento son importantes para relaciones de reducción de alto nivel.
Busque alto; la relación de reducción a baja velocidad es pequeña, lo que conducirá a un par máximo pequeño del husillo y una norma de potencia constante.
Una circunferencia pequeña afecta a las propiedades mecánicas. Esto es una contradicción. Podemos aumentar la potencia nominal del motor principal para compensar el impacto de la pérdida de energía, lo que aumentará el costo. Entonces, en general,
En este caso, se permite una brecha de poder, y el tamaño de la brecha de poder permitida depende de las circunstancias específicas.
Los requisitos de uso y los requisitos técnicos generalmente no superan 1,2 ~ 1,5, excepto en circunstancias especiales.
Puede ser más grande.
3 Conclusión
El diseño de un sistema de accionamiento principal de velocidad variable de dos etapas para fresadoras CNC o centros de mecanizado está en progreso.
Se deben considerar exhaustivamente los principales parámetros de diseño, propiedades mecánicas y requisitos de uso.
No solo debe alcanzar buenas propiedades mecánicas y cumplir con los requisitos de uso, sino también con los requisitos del sistema.
Requisitos de fabricabilidad y adaptabilidad económica. Según la experiencia del autor, generalmente se adopta la desaceleración a alta velocidad.
La relación es 1 ~ 1,5; la relación de reducción de grado bajo y alto es 3,5 ~ 5; la diferencia de potencia generalmente no es mayor que 1.
1.2~1.5.
Materiales de referencia:
[1] Comité Editorial del Manual de Diseño de Máquinas Herramienta Prácticas Modernas. Manual de diseño de máquinas herramienta prácticas y modernas [M]. Beijing:
Machinery Industry Press, 2006.