“旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠”進(jìn)給傳動方式是傳統(tǒng)機床上的通用形式,由于受自身結(jié)構(gòu)的限制,在進(jìn)給速度、加速度、快速定位精度等方面很難有突破性的提高,已無法滿足超高速切削、超精密加工對機床進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)性能提出的更高要求。直線電機將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能,不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。具有起動推力大、傳動剛度高、動態(tài)響應(yīng)快、定位精度高、行程長度不受限制等優(yōu)點。在機床進(jìn)給系統(tǒng)中,采用直線電動機直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機傳動的最大區(qū)別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環(huán)節(jié),把機床進(jìn)給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為“零傳動”。正是由于這種“零傳動”方式,帶來了原旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)勢。
直線電機相比傳統(tǒng)的驅(qū)動方式相比,具有無可比擬的八大優(yōu)勢:
1、結(jié)構(gòu)簡單。管型直線電機不需要經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)而直接產(chǎn)生直線運動,使結(jié)構(gòu)大大簡化,運動慣量減少,動態(tài)響應(yīng)性能和定位精度大大提高;同時也提高了可靠性,節(jié)約了成本,使制造和維護(hù)更加簡便。它的初次級可以直接成為機構(gòu)的一部分,這種獨特的結(jié)合使得這種優(yōu)勢進(jìn)一步體現(xiàn)出來。
2、適合高速直線運動。因為不存在離心力的約束,普通材料亦可以達(dá)到較高的速度。而且如果初、次級間用氣墊或磁墊保存間隙,運動時無機械接觸,因而運動部分也就無摩擦和噪聲。這樣,傳動零部件沒有磨損,可大大減小機械損耗,避免拖纜、鋼索、齒輪與皮帶輪等所造成的噪聲,從而提高整體效率。
3、初級繞組利用率高。在管型直線感應(yīng)電機中,初級繞組是餅式的,沒有端部繞組,因而繞組利用率高。
4、無橫向邊緣效應(yīng)。橫向效應(yīng)是指由于橫向開斷造成的邊界處磁場的削弱,而圓筒型直線電機橫向無開斷,所以磁場沿周向均勻分布。
5、容易克服單邊磁拉力問題。徑向拉力互相抵消,基本不存在單邊磁拉力的問題。
6、易于調(diào)節(jié)和控制。通過調(diào)節(jié)電壓或頻率,或更換次級材料,可以得到不同的速度、電磁推力,適用于低速往復(fù)運行場合。
7、適應(yīng)性強。直線電機的初級鐵芯可以用環(huán)氧樹脂封成整體,具有較好的防腐、防潮性能,便于在潮濕、粉塵和有害氣體的環(huán)境中使用;而且可以設(shè)計成多種結(jié)構(gòu)形式,滿足不同情況的需要。
8、高加速度。這是直線電機驅(qū)動,相比其他絲杠、同步帶和齒輪齒條驅(qū)動的一個顯著優(yōu)勢。
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