許多數(shù)控機床使用主軸作為輔助裝置，如數(shù)控車床主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)，利用不能旋轉(zhuǎn)的車刀加工旋轉(zhuǎn)體的工件;數(shù)控加工中心或數(shù)控銑床利用主軸帶動的旋轉(zhuǎn)刀具加工工件;數(shù)控磨床有些會更復(fù)雜一些，砂輪主軸帶動旋轉(zhuǎn)的砂輪對工件主軸帶動的旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行磨削。所以，數(shù)控機床主軸故障的維修方法和技巧也是數(shù)控機床維修人員必須掌握的知識。
一、數(shù)控機床主軸分類
雖然不同種類的數(shù)控機床采用的主軸類型不同，但總的來說，數(shù)控機床的主軸系統(tǒng)有如下四種類型。
1.帶有變速齒輪的主傳動
主軸電動機的旋轉(zhuǎn)通過變速齒輪降速，增大了輸出扭矩，以滿足主軸低速時對輸出扭矩特性的要求。滑移齒輪的移動大多采用液壓缸加拔義，或直接由液壓缸來實現(xiàn)。
2.通過皮帶傳動的主傳送
主軸電動機通過皮帶或同步齒帶傳動，不用齒輪傳動，從而避免齒輪傳動引起的振動和噪聲。此類型適用于有高速、低轉(zhuǎn)矩等特性要求的主軸。
3.雙電動機分別驅(qū)動主軸
高速時通過皮帶直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn);低速時，由另一個電動機通過齒輪傳動驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起降速和擴大變速范圍的作用。這樣使得恒功率區(qū)增大，同時克服了低速時扭矩不夠且電動機功率不能充分利用的缺陷。
4.電動機與主軸一體化的傳動
這種類型的主軸通常也稱電主軸，電動機本身就是主軸。這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出扭矩小，電動機發(fā)熱對主軸影響較大。數(shù)控磨床的許多主軸都是采用這種方式，速度可以達(dá)到數(shù)萬轉(zhuǎn)每分鐘，一般這種主軸
電動機都采用循環(huán)水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。
二、數(shù)控機床主軸的調(diào)速方式
現(xiàn)代的大部分?jǐn)?shù)控機床的主軸都具有調(diào)速功能，主軸調(diào)速是按照數(shù)控系統(tǒng)的控制指令白動執(zhí)行的。為了能同時滿足對主傳動的調(diào)速和輸出扭矩的要求，數(shù)控機床常采用機電結(jié)合的方式，即同時采用電動機和機械齒輪變速兩種方式。其中齒輪減速以增大輸出扭矩，并利用齒輪換擋來擴大調(diào)速范圍。
1.電動機調(diào)速
用于主軸驅(qū)動的調(diào)速電動機主要有直流電動機和交流電動機兩大類。
(1)直流電動機主軸調(diào)速由于主軸電動機要求輸出較大的功率，所以主軸直流電動機在結(jié)構(gòu)上不適用永磁式，一般使用它激式。為縮小體積，改善冷卻效果，以免電動機過熱，常采用軸向強迫風(fēng)冷或采用熱管冷卻技術(shù)。
直流主軸電動機一般都采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)控制，可以保證主軸旋轉(zhuǎn)速度的穩(wěn)定。
(2)交流電動機主軸調(diào)速近年來，交流主軸電動機調(diào)速系統(tǒng)日益增多。主軸交流電動機多采用鼠籠式感應(yīng)電動機，使用交流變頻控制主軸轉(zhuǎn)速。使用這種調(diào)速方式使主軸系統(tǒng)的維護(hù)要求和故障率都大大降低。
2.機械齒輪變速
用此種變速方式的機床通常采用電動機無級調(diào)速，使主軸齒輪箱的結(jié)構(gòu)大大簡化，但其低速段的輸出扭矩常常無法滿足機床強力切削的要求。因此數(shù)控機床常采用1 ^-4擋齒輪變速與電動機無級調(diào)速相結(jié)合的方式，即所謂分段無級變速。采用機械齒輪減速，增大了輸出扭矩，并利用齒輪換擋擴大了調(diào)速范圍。
機械齒輪白動換擋執(zhí)行機構(gòu)是一種電一機轉(zhuǎn)換裝置，常采用如下兩種方式:
1)液壓缸撥義換擋。
2)電磁離合器換擋。
兩種方式都是通過數(shù)控機床的PLC控制，白動進(jìn)行換擋。
三、數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的常見故障
數(shù)控機床的主軸系統(tǒng)是一些機床(如數(shù)控車床、數(shù)控加工中心以及數(shù)控磨床等)的主要輔助裝置，主軸系統(tǒng)的故障也是數(shù)控機床的常見故障。當(dāng)主軸系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通常有以下三種表現(xiàn)形式:
1)在數(shù)控系統(tǒng)顯示器上顯示報警號和報警信息。
2)在主軸驅(qū)動裝置上用報警燈或數(shù)碼顯示器顯示主軸驅(qū)動裝置的故障。
3)主軸工作不正常，但無任何報警。
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