5.1數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)節(jié)能分析

通過對第四章中的式(4-17)分析后可知，可以通過多種途徑達(dá)到降低數(shù)控加工中心 主傳動系統(tǒng)能耗的目的：如改進(jìn)工件加工工藝，優(yōu)化加工時(shí)間，降低工件加工過 程中的待機(jī)空載時(shí)間；合理規(guī)范數(shù)控加工中心操作方法，降低數(shù)控加工中心加工過程中的 輔助系統(tǒng)能耗和各種機(jī)械損耗等。接下來通過具體的分析得到主傳動系統(tǒng)相應(yīng)的 節(jié)能優(yōu)化措施。

首先引入切削負(fù)載率^的概念，將數(shù)控加工中心的實(shí)際切削功率與額定切削功率之比定義為切削負(fù)載率在一般實(shí)際加工情況下，實(shí)際切削功率都小于額定切 削功率，而主傳動系統(tǒng)的各種損耗可粗略的由式(5-2)估算出。

①   降低數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)的各種損耗功率，即提高數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)輸 出功率與輸入功率之比；

數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)的各種損耗功率主要由電動機(jī)電損功率尸_、附加載荷損耗功率P_ad、電機(jī)的銅損、鐵損以及機(jī)械傳動損失功率/?等構(gòu)成，如式(5-4) 所示。

由上式可知，數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)各種損耗功率主要與主軸旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)速有關(guān)，而主軸旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)速又由變頻器的頻率等參數(shù)控制，因此首先可通過控制變頻 器的頻率來優(yōu)化主軸旋轉(zhuǎn)角速度，從而優(yōu)化主軸轉(zhuǎn)速，通過選取合理的主軸轉(zhuǎn)速 來降低電機(jī)損耗，達(dá)到降低數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)能耗的目的。

②      提高數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)切削負(fù)載率；

在數(shù)控加工中心加工過程中要提高主傳動系統(tǒng)切削負(fù)載率，可采取選擇合適的切 削用量，采用高速切削，增加單位體積內(nèi)工件材料的切削體積，有關(guān)研宄表明， 在大大提高切削速度的情況下，數(shù)控機(jī)床的切削功率將會提高30%至40%左右， 而切削力則會降低30%左右，選擇盡量大的背吃刀量，在確定好本工序加工余量 的前提下最好能一次走到就完成；選擇合理的加工路線，在保證工件加工精度和 粗糙度的前提下，盡量減少刀具的走刀路徑，降低刀具在移動過程中的空載移動 時(shí)間；安裝功率監(jiān)控器以使機(jī)床保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)等多種方式達(dá)到目的。

改進(jìn)數(shù)控加工中心變速結(jié)構(gòu)和減小變速時(shí)間（如采用預(yù)先變速和無極變速等），改 進(jìn)夾具結(jié)構(gòu)，減小換刀和工件裝夾時(shí)間，安裝空載自動啟動裝置，提高自動化程 度，減少輔助時(shí)間，改進(jìn)數(shù)控加工中心主軸旋轉(zhuǎn)加速的啟動時(shí)間（如選取合理的變頻器加速時(shí)間等），均有助于降低空載率c_;。