“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”進(jìn)給傳動(dòng)方式是傳統(tǒng)機(jī)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(wú)法滿足超高速切削、超精密加工對(duì)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)性能提出的更高要求。直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能,不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。具有起動(dòng)推力大、傳動(dòng)剛度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、定位精度高、行程長(zhǎng)度不受限制等優(yōu)點(diǎn)。在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中,采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)(拖板)之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié),把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零,因而這種傳動(dòng)方式又被稱為“零傳動(dòng)”。正是由于這種“零傳動(dòng)”方式,帶來(lái)了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)勢(shì)。
直線電機(jī)相比傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式相比,具有無(wú)可比擬的八大優(yōu)勢(shì):
1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。管型直線電機(jī)不需要經(jīng)過(guò)中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)而直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng),使結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,運(yùn)動(dòng)慣量減少,動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和定位精度大大提高;同時(shí)也提高了可靠性,節(jié)約了成本,使制造和維護(hù)更加簡(jiǎn)便。它的初次級(jí)可以直接成為機(jī)構(gòu)的一部分,這種獨(dú)特的結(jié)合使得這種優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步體現(xiàn)出來(lái)。
2、適合高速直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)椴淮嬖陔x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(jí)間用氣墊或磁墊保存間隙,運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)機(jī)械接觸,因而運(yùn)動(dòng)部分也就無(wú)摩擦和噪聲。這樣,傳動(dòng)零部件沒(méi)有磨損,可大大減小機(jī)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(jí)繞組利用率高。在管型直線感應(yīng)電機(jī)中,初級(jí)繞組是餅式的,沒(méi)有端部繞組,因而繞組利用率高。
4、無(wú)橫向邊緣效應(yīng)。橫向效應(yīng)是指由于橫向開(kāi)斷造成的邊界處磁場(chǎng)的削弱,而圓筒型直線電機(jī)橫向無(wú)開(kāi)斷,所以磁場(chǎng)沿周向均勻分布。
5、容易克服單邊磁拉力問(wèn)題。徑向拉力互相抵消,基本不存在單邊磁拉力的問(wèn)題。
6、易于調(diào)節(jié)和控制。通過(guò)調(diào)節(jié)電壓或頻率,或更換次級(jí)材料,可以得到不同的速度、電磁推力,適用于低速往復(fù)運(yùn)行場(chǎng)合。
7、適應(yīng)性強(qiáng)。直線電機(jī)的初級(jí)鐵芯可以用環(huán)氧樹(shù)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(jì)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(jī)驅(qū)動(dòng),相比其他絲杠、同步帶和齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。
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