Theo định nghĩa tính bằng GB/T 12204-2010, hộp trục xoay là một bộ phận hình hộp chứa trục xoay. Hộp trục chính là một bộ phận quan trọng của máy công cụ. Nó được sử dụng để sắp xếp trục chính làm việc của máy công cụ, các bộ phận truyền động và các cơ cấu bổ sung tương ứng. Hộp trục chính là một bộ phận truyền động phức tạp, bao gồm cụm trục chính, cơ cấu đảo chiều, cơ cấu truyền động, thiết bị hãm, cơ cấu vận hành và thiết bị bôi trơn. Chức năng chính của nó là hỗ trợ trục chính và xoay nó để thực hiện các chức năng khởi động, phanh, thay đổi tốc độ và đảo chiều trục chính.
(Bài viết này được chọn từ Chương 2, Mục 3 của “Hướng dẫn lựa chọn trung tâm gia công” Hộp trục chính của Trung tâm gia công)
Thành phần trục chính của trung tâm gia công bao gồm các bộ phận công suất trục chính, bộ truyền động và trục chính. Nó là một trong những thành phần thực hiện quan trọng của chuyển động tạo hình của trung tâm gia công. Vì vậy, thành phần trục chính của trung tâm gia công bắt buộc phải có độ chính xác vận hành cao, duy trì độ chính xác lâu dài và hoạt động lâu dài. độ chính xác ổn định.
Các trung tâm gia công thường được sử dụng làm máy công cụ chính xác và độ chính xác vận hành của các bộ phận trục chính quyết định độ chính xác gia công của máy công cụ. Nhìn chung có hai phương pháp để đánh giá độ chính xác vận hành của máy công cụ: kiểm tra tĩnh và kiểm tra động. Kiểm tra tĩnh liên quan đến việc kiểm tra độ đảo của từng bề mặt định vị và bề mặt làm việc của bộ phận trục chính khi trục chính được quay ở tốc độ thấp hoặc bằng tay. Kiểm tra động yêu cầu sử dụng một số dụng cụ nhất định để kiểm tra độ chính xác quay của trục chính bằng các phương pháp phát hiện không tiếp xúc ở tốc độ định mức của trục chính máy công cụ. Do các trung tâm gia công thường có chức năng thay dao tự động và các dao được siết chặt bằng cơ cấu căng được lắp bên trong trục chính của trung tâm gia công thông qua một giá đỡ dao đặc biệt nên độ chính xác quay của trục chính phải xét đến sai số do lỗi gia công của bề mặt định vị giá đỡ dụng cụ.
1. Yêu cầu hệ thống truyền tải chính phải đáp ứng
Trung tâm gia công là một máy công cụ CNC có tính linh hoạt mạnh mẽ, phạm vi ứng dụng rộng và hiệu quả xử lý cao. Do đó, hệ thống truyền động chính của nó phải đáp ứng bốn yêu cầu: Thứ nhất, có dải tốc độ rộng; thứ hai, nó không chỉ có đủ công suất và mô-men xoắn mà còn có thể đáp ứng yêu cầu duy trì công suất không đổi trong điều kiện tốc độ cao (trên tốc độ tính toán) và duy trì mô-men xoắn không đổi trong điều kiện tốc độ thấp (dưới tốc độ tính toán); thứ ba, các bộ phận của hộp trục chính phải có đủ độ bền, độ cứng và khả năng chống rung; thứ tư, hoạt động êm ái và ít tiếng ồn.
2. Cấu tạo điển hình của hộp trục chính và trục điện
1. Cấu tạo điển hình của hộp trục chính
(1) Hộp trục truyền động đai poly-V một tầng. Công suất động cơ chính của hộp trục chính dưới 7,5kW. Dạng truyền đai poly-V (đai V tổng hợp) giai đoạn đầu thường được sử dụng. Động cơ chính đi qua một cặp ròng rọc đai poly-V và đai poly-V. Đai được nối với trục chính và phương pháp truyền giảm tốc độ được sử dụng để tăng mô-men xoắn.
(2)) Hộp trục truyền bánh răng thường sử dụng nhóm mở rộng giai đoạn đầu để tăng phạm vi tốc độ và cải thiện mô-men xoắn ở tốc độ thấp. Vì chỉ có hai bánh răng cao và thấp nên cơ cấu truyền động tương đối đơn giản.
(3) Hộp trục chính ghép trực tiếp Hộp trục chính ghép trực tiếp dùng để chỉ hộp trục chính trong đó động cơ trục chính và trục chính được kết nối trực tiếp. Có hai phương pháp kết nối trực tiếp cho hộp trục chính ghép trực tiếp: một là nối động cơ chính với trục chính thông qua khớp nối; hai là động cơ chính được chế tạo thành hộp trục chính, rôto được thiết kế như một trục chính và stato được lắp vào hộp trục chính bên trong.
2. Trục điện
Trục chính của máy công cụ dùng để chỉ trục trên máy công cụ điều khiển phôi hoặc dụng cụ quay. Nó thường bao gồm một trục chính, vòng bi và các bộ phận truyền động (bánh răng hoặc ròng rọc). Với sự phát triển và cải tiến nhanh chóng của công nghệ truyền tải điện, cấu trúc cơ khí của hệ thống truyền động chính của máy công cụ CNC tốc độ cao đã được đơn giản hóa rất nhiều, đồng thời loại bỏ truyền động ròng rọc và truyền bánh răng. Trục chính của máy công cụ được dẫn động trực tiếp bởi một động cơ tích hợp. Cấu trúc truyền động trong đó động cơ trục chính và trục chính của máy công cụ được "kết hợp thành một" được gọi là "trục chính điện". Nó làm cho các bộ phận trục chính trở nên độc lập với hệ thống truyền động và cấu trúc tổng thể của máy công cụ.
Trục điện không chỉ có ưu điểm về cấu trúc nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, quán tính nhỏ, độ ồn thấp và phản ứng nhanh mà còn có tốc độ quay cao và công suất cao, có thể đơn giản hóa việc thiết kế máy công cụ và tạo điều kiện thuận lợi cho việc định vị trục chính. Nó là một cấu trúc lý tưởng trong các đơn vị trục chính tốc độ cao. Vòng bi trục chính điện áp dụng công nghệ ổ trục tốc độ cao, có khả năng chịu mài mòn và chịu nhiệt, có tuổi thọ gấp nhiều lần so với vòng bi truyền thống. Hình 2-26 thể hiện trục chính điện thực tế.
hình ảnh
Hình 2-26 Trục điện thực tế
Bảng 2-2 hiển thị các thông số trục chính điện của một nhãn hiệu trung tâm gia công nhất định. Như có thể thấy từ bảng, tùy thuộc vào vật liệu và quy trình gia công, cùng một mô hình trung tâm gia công có thể sử dụng trục quay điện với tốc độ và mô men xoắn khác nhau. Sự xuất hiện của các trung tâm gia công trục chính kép hoặc thậm chí nhiều trục đã cải thiện hơn nữa hiệu quả xử lý của các trung tâm gia công.
Bảng 2-2 Thông số trục chính điện của một nhãn hiệu trung tâm gia công nhất định
hình ảnh
Trục cơ giới thường yêu cầu các phương tiện khác nhau để hoạt động. Ví dụ, cần phải đưa khí nén vào để đạt được độ kín khí của trục chính, phải đưa nước làm mát để làm mát bên trong trục chính và phải đưa vào dầu thủy lực để đạt được khả năng kẹp của giá đỡ dụng cụ. Do đó, thành phần chính của khớp quay cần phải truyền môi chất ở đầu sau của trục quay. Hình 2-27 thể hiện khớp quay thực tế.
hình ảnh
Hình 2-27 Khớp quay thực tế
Nguyên lý của khớp quay được thể hiện trên Hình 2-28. Môi trường đi qua các đường ống cố định P1 và P2 vào thành phần 2 của khớp quay. Thành phần 2 vẫn cố định và thành phần 1 có thể quay cùng trục chính. Cả hai thành phần 1 và 2 đều có thể được thực hiện. Việc truyền môi trường có thể đảm bảo niêm phong tốt. Loại khớp quay này được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại trục chính. Điều đáng chú ý là do bị lệch ở đầu sau của trục quay nên bộ phận này sẽ bị hư hỏng sau một thời gian sử dụng. Nếu bản thân trục xoay có độ đảo lớn sẽ làm tăng tốc độ hư hỏng của khớp quay.
