[發明專利]交流永磁盤式力矩電機驅動的大扭矩雙擺銑頭

無效

• 申請號: 200810229402.3
• 申請日: 2008-12-04
• 公開（公告）號: CN101428395A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 楊有君
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23Q5/10
• 分類號: B23Q5/10;B23Q5/20;B23Q1/26;B23Q11/12;H02K1/12;H02K1/18;H02K1/27;H02K16/00;H02K1/20
• 代理公司: 大連星海專利事務所
• 代理人: 花向陽

技術領域

本發明涉及一種交流永磁盤式力矩電機驅動的大扭矩雙擺銑頭，其屬于在加工中心上完成五坐標聯動加工的組合機構。

背景技術

目前應用在數控機床上的雙擺銑頭，都是機械傳動或外轉子力矩電機驅動。機械傳動的雙擺銑頭用的是普通電機(柱式電機)驅動，通過齒輪、蝸桿、渦輪等傳動件降速后驅動C軸和A軸轉動。由于存在機械傳動付，因而產生傳動誤差、反向間隙、摩擦、震蕩等問題。由于傳動鏈有轉動慣量，因而影響反應速度、動態性能。機械傳動的雙擺銑頭的優點是輸出扭矩較大。

外轉子力矩電機驅動的雙擺銑頭，它是用力矩電機直接驅動A軸C軸轉動，也稱直驅式雙擺銑頭。直驅式雙擺銑頭反應速度快，定位精度高。但由于定子裝在轉子的內部使定子外徑減小，散熱條件差。為散熱不得不在定子的內徑上加上散熱套，散熱套必然占去了部分鐵芯的空間，因而外轉子力矩電機的定子鐵芯的體積較小，也就影響電機輸出功率。外轉子力矩電機驅動的雙擺銑頭輸出扭矩比機械傳動的雙擺銑頭輸出扭矩小。

電機的輸出力矩M＝9540(N/n)η，從這個公式可以看出：電機輸出扭矩M與輸出功率N、計算轉速n和效率η有關，與外轉子的直徑無關，外轉子力矩電機的輸出扭矩不因外轉子的直徑比普通電機的轉子直徑大而增大。為加大電機輸出扭矩必須增加鐵芯的體積，增加電機繞組的繞線空間。在數控機床上加工時有時需要雙擺銑頭輸出較大的扭矩，因而研制一種大扭力矩矩電機雙擺銑頭是很必要的。

發明內容

為克服機械傳動的雙擺銑頭的缺點和外轉子力矩電機驅動的雙擺銑頭輸出扭矩小、散熱條件差的缺點，本發明的目的是：

(1)解決盤式力矩電機在雙擺銑頭的安裝、傳動等問題；

(2)用增加盤式電機鐵芯體積、增加線圈繞組空間、加強冷卻的辦法增加電機功率；

(3)C軸和A軸采用可靠的夾緊定位裝置。

為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種交流永磁盤式力矩電機驅動的大扭矩雙擺銑頭，它主要由C軸部分和A軸部分組成：C軸部分主要包括轉臺支承座和裝在它上面的固定套，在固定套內部設有C軸驅動電機，C軸驅動電機驅動旋轉套通過連接盤、連接蓋帶動A軸部分一起旋轉，C軸部分還包括一個分配軸、C軸編碼器和一個C軸夾緊機構；A軸部分主要包括二個A軸驅動電機，A軸驅動電機帶動主軸支架繞左右側軸承轉動，使裝在主軸支架上的主軸一起旋轉，A軸部分還包括一個A軸編碼器和二個A軸的夾緊機構。所述C軸驅動電機采用一臺雙聯盤式力矩電機，它包括第一定子套和固定在第一定子套上的第一定子鐵芯，第二定子套和固定在第二定子套上的第二定子鐵芯，它還包括第一轉子盤、第二轉子盤和第三轉子盤，第三轉子盤與制動盤相連接，第一轉子盤、第二轉子盤和第三轉子盤一起連接在旋轉套上，并驅動旋轉套旋轉；所述C軸夾緊機構采用對第三轉子盤施加外力促使旋轉套停止旋轉的夾緊囊式夾緊機構；所述A軸驅動電機采用二個裝在主軸支架上的盤式力矩電機，安裝在左側軸承上的盤式力矩電機包括第三定子套和固定在第三定子套上的第三定子鐵芯，它還包括第四轉子盤和第五轉子盤，第四轉子盤與夾緊帶相關聯，第四轉子盤和第五轉子盤一起連接在主軸支架上，并驅動主軸支架連同主軸一起旋轉；安裝在右側軸承上的盤式力矩電機包括第四定子套和固定在第四定子套上的第四定子鐵芯，它還包括第七轉子盤和第六轉子盤，第七轉子盤與夾緊帶相關聯，第七轉子盤和第六轉子盤一起連接在主軸支架上，并驅動主軸支架連同主軸一起旋轉；所述A軸的夾緊機構采用夾緊帶對第四轉子盤和第七轉子盤施加摩擦抱緊力促使制動，停止主軸旋轉的菱形塊夾緊機構。

所述夾緊囊式夾緊機構由外夾緊圈、內夾緊圈和夾緊囊組成，夾緊囊位于外夾緊圈和內夾緊圈的中間，外夾緊圈和內夾緊圈的夾緊面是對稱的兩個錐面，錐角的大小與夾緊座和制動盤、轉子盤上的摩擦錐面的錐角相等，夾緊囊由彈性材料制成，截面形狀是中空方形，在夾緊囊充入介質加壓時，夾緊囊膨脹，因而壓緊在外夾緊圈的內壁和內夾緊圈的外壁上，迫使外夾緊圈膨脹、內夾緊圈收縮。

所述菱形塊夾緊機構有兩個，第一菱形塊夾緊機構設置在第四轉子盤和左支承座之間，第二菱形塊夾緊機構設置在第七轉子盤和右支承座之間；所述菱形塊夾緊機構包括夾緊帶、第一菱形塊、第二菱形塊，還包括第一夾緊帶勾、第二夾緊帶勾、活塞、壓塊、調整螺栓、固定螺母，轉子盤和支承座的夾緊部位都有錐形摩擦面，夾緊時，夾緊帶同時夾緊在轉子盤和支承座的兩個錐形摩擦面上，由于支承座相對不動，于是轉子盤被夾緊不動。