工具機主軸負載

工具機主軸負載指的是作用在主軸上的負載，通常由主軸轉速與進給速度匹配。

基本介紹

• 中文名：工具機主軸負載
• 套用領域：機械加工

研究背景

高速電主軸的變頻控制特性主要受電壓、電流、電阻、電感、互感等電磁參數的影響，而國內外學者針對高速電主軸動態性能的研究，主要集中在以下兩個方面: 一是圍繞電主軸系統的熱特性、機械系統動力學特性以及其機電耦合特性等進行深入分析。其研究成果主要集中在熱-力耦合作用下主軸系統速度、剛度、阻尼等參數變化對其頻響特性的影響。

研究重點

電主軸的電阻、電感、互感等電磁參數除受繞組材料和結構的影響外，主軸熱的影響更為顯著。而主軸熱除軸承摩擦熱外，主要源於流經繞組的電流與繞組電阻、電感等相互作用所產生的電磁熱。根據電磁控制理論，電主軸繞組電流的大小取決於主軸負載。但在實際切削加工過程中，主軸負載因受切削材料和加工工藝參數的影響，具有時變性和非線性特徵，且電流的這種時變性和非線性又會引起輸入電壓和主軸輸出轉速的非線性變化。因此，如何通過監測電主軸輸入端電壓、電流的變化來預測主軸切削負載變化所引起的切削力與切削速度的變化，進而提出改善因應電磁參數變化的新的控制方法，成為研究的重點。

工具機負載影響結論

1、電磁轉矩和轉矩電流隨切削負載的變化而變化，但電磁轉矩和轉矩電流的變化趨勢並不呈線性關係。

2、轉子磁鏈及勵磁電流在負載變化時，並不是一個定值，呈一種非線性變化趨勢。

3、主軸輸出轉速在負載變化時，並不能保持恆定，必將導致工件被加工表面質量的不一致。

4、主軸定子輸入端的三相電壓、電流經坐標變換後，轉換到兩相旋轉坐標系下構建磁鏈子系統和轉矩子系統時，因各電磁參數彼此耦合，勵磁電流與轉子磁鏈、轉矩電流與電磁轉矩並不成線性關係，但依據彼此之間的數學模型，通過勵磁電流和轉矩電流的變化趨勢，可以判斷主軸輸出轉速和轉矩的穩定性。