數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)能量特性研究.pdf

1、我國(guó)機(jī)械加工系統(tǒng)量大面廣，機(jī)床總量世界第一，能量消耗總量巨大。同時(shí)，大量統(tǒng)計(jì)資料表明：機(jī)床能量利用率十分低下，平均低于30％，節(jié)能潛力很大。因此，對(duì)機(jī)床能量特性的研究就顯得意義重大。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床正逐步取代傳統(tǒng)機(jī)床，在我國(guó)所占比重越來(lái)越大。與傳統(tǒng)機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有能量源多、能耗規(guī)律復(fù)雜等一系列特點(diǎn)；而進(jìn)給系統(tǒng)是其重要組成部分，不少能量特性尚待深入研究。因此，本文對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)能量特性展開(kāi)研究，主要工作如下：

2、r>　　 首先總體分析了數(shù)控機(jī)床的能量流構(gòu)成，研究了數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)能量流以及能量損耗特性，為建立進(jìn)給系統(tǒng)功率模型提供了基礎(chǔ)。
　　 其次，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)各組成部分進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，建立了動(dòng)力學(xué)平衡方程式，進(jìn)一步得到電機(jī)輸出扭矩綜合表達(dá)式。同時(shí)，分析了進(jìn)給系統(tǒng)的矢量控制系統(tǒng)，得到扭矩與電樞電流關(guān)系表達(dá)式，結(jié)合進(jìn)給系統(tǒng)能量運(yùn)行流程及損耗特點(diǎn)，建立了數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)功率模型。
　　 然后，基于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)功率模型，分

3、別研究了進(jìn)給系統(tǒng)空載功率消耗特性及切削功率消耗特性。提出了數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)能量效率及能量利用率，并分析了影響因素。通過(guò)分析表明：在空載狀態(tài)，進(jìn)給系統(tǒng)空載功率與空載伺服電機(jī)角速度近似成單調(diào)遞增的二次函數(shù)關(guān)系；在切削狀態(tài)，當(dāng)伺服電機(jī)角速度為恒值時(shí)，進(jìn)給系統(tǒng)輸入功率與進(jìn)給力近似成單調(diào)遞增的二次函數(shù)關(guān)系；當(dāng)進(jìn)給力為恒值時(shí)，進(jìn)給系統(tǒng)輸入功率與伺服電機(jī)角速度近似成單調(diào)遞增的二次函數(shù)關(guān)系。同時(shí)，通過(guò)理論分析可以得到：當(dāng)伺服電機(jī)角速度恒定時(shí)，進(jìn)給系統(tǒng)能