На основе поворотного синхронного электродвигателя для шлифовально-заточного станка с ЧПУ

Объект исследования: привод круговой подачи заготовки для шлифовально-заточного станка с ЧПУ.

Результаты, полученные лично автором: выполнен анализ инновационных конструкций электродвигателей и узлов на их основе, разработана конструкция привода круговой подачи на основе синхронного поворотного электродвигателя для шлифовально-заточного станка с ЧПУ.

Системы прямого привода получают в настоящее время все более широкое распространение во всех областях промышленного производства.

В основе прямого привода в машиностроении сегодня применяются преимущественно синхронные линейные и поворотные двигатели на редко-земельных магнитах. Это магниты из сплава неодима, железа и бора (Nd-Fe-B).

Технология, лежащая в основе высокомоментных двигателей прямого привода, позволяет упростить конструкцию привода станка и повысить точность перемещения.

Достоинства прямого привода: 1) показатели точности до 0,01 мкм; 2) крутящий момент до 50000 Нм; 3) компактность, легкость, надежность конструкции (отсутствует трансмиссия и других традиционных элементов ‒ редуктора); 4) низкие уровни шума и вибрации; 5) простота и удобство монтажа.

К недостаткам можно отнести: высокую стоимость двигателя, и в ряде случаев необходимость водяного охлаждения.

Многообразие конфигураций поставляемых электродвигателей позволяет решать самые разные задачи. Лидерами в области производства высокомоментных электродвигателей с постоянными магнитами являются зарубежные производители, это компании «Siemens», «Bosch Rexroth», «ETEL S.A.», фирма ООО «Рухсервомотор» (Беларусь), ОАО «Машиноаппарат» (Россия) и другие.

Электродвигатели имеют широкую область применения: станки, обрабатывающие центры, оборудование для обработки металлов давлением, агрегатные станки с делительно-поворотным столом и т. д. Высокомоментные двигатели внедряют там, где раньше применялись зубчатые передачи, цепи или приводные ремни.

В разработанной конструкции бабки изделия для шлифовально-заточного станка с ЧПУ на основе экономических показателей и проведенных расчетов, был выбран синхронный поворотный двигатель модели RM24-107-25-C-GS производства белорусской фирма ООО «Рухсервомотор» с диаметром статора 170 мм и внутренним диаметром ротора 75 мм, рис. 1. Усилие передается непосредственно через воздушный зазор, механическая передача отсутствует. Это обеспечивает высокие динамические и точностные параметры двигателя, высокую надёжность. Крутящий момент 11 Нм, наибольшая частота вращения 994 мин^-1, мощность 1,58 кВт, КПД 91%.

Рис. 1. Выбранный синхронный поворотный двигатель RM24-107-25-C-GS

Разработанная 3D модель бабки шлифовально-заточного станка с ЧПУ имеет вид, представленный на рис. 2. Она состоит из шпинделя с коническим отверстием конус Морзе №3. На шпиндель напрессованы радиально-упорные подшипники качения. Натяг подшипников осуществляется стопорной гайкой и втулками, установленными между подшипниками. Статор двигателя закреплен на корпусе. Крутящий момент с двигателя на шпиндель бабки передается через шпоночное соединение. Для контроля положения и скорости на шпинделе закреплен магнитный энкодер.

Рис. 2. Разработанная 3D модель бабки шлифовально-заточного

станка с ЧПУ

Разработанное конструктивное решение прямого привода по сравнению с типовыми шпиндельными бабками изделий имеет следующие преимущества: высокую точность, компактность, отсутствие традиционных элементов редуктора, низкий уровень шума и вибраций.

Материал поступил в редколлегию 02.05.2017 г.

УДК 621.9

А.А. Волков

Научные руководители: доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты», к.т.н., Л.А. Захаров; профессор кафедры «Металлорежущие станки и инструменты», д.т.н., А.В. Хандожко

andrey.volkov.2033.predator@yandex.ru