凸輪分割器與伺服電機(jī)的連接方法及連接方式
自動(dòng)化行內(nèi)人都知道,凸輪分割器所實(shí)現(xiàn)是固定工位的間歇傳動(dòng),而伺服電機(jī)卻可以按實(shí)際的使用需求,實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)停止的定位,那么為什么工程師卻偏愛于凸輪分割器呢?想要了解這個(gè)問題,需要弄懂分割器與伺服電機(jī)的區(qū)別。 凸輪分割器,也叫間歇分割器。它是一種高精度的回轉(zhuǎn)裝置,有較高的回轉(zhuǎn)重復(fù)定位精度,它的結(jié)構(gòu)包含入力凸輪、出力轉(zhuǎn)塔,箱體等結(jié)構(gòu),運(yùn)動(dòng)的原理,是在驅(qū)動(dòng)源的作用下,由入力凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)出力轉(zhuǎn)塔,實(shí)現(xiàn)分度運(yùn)動(dòng),由于凸輪的結(jié)構(gòu)表面主要是較復(fù)雜的正弦加工曲面,當(dāng)它與轉(zhuǎn)塔的滾子凸輪接觸后,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)停的機(jī)械動(dòng)作。所以說,分割器所實(shí)現(xiàn)的間歇運(yùn)動(dòng)完全是由機(jī)械完成的,它的穩(wěn)定性是其它任何非機(jī)械的設(shè)備所不及的。
伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制,并能快速反應(yīng),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性,可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。直流伺服需要電刷換向,使用的速度受限制,具有附加阻力,易產(chǎn)生磨損微料,而交流伺服控制較復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場調(diào)整 PID 參數(shù),電子線路較復(fù)雜。 凸輪分割器與伺服從扭矩上看,凸輪分割器要大于伺服電機(jī),當(dāng)然,在不需要大扭矩及較高精度的情況下,還是伺服占據(jù)一定的優(yōu)勢。使用的穩(wěn)定性上,凸輪分割器要好于伺服電機(jī),具體的使用,要看自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際選型需求,當(dāng)然,有部分有經(jīng)驗(yàn)的工程師會(huì)取分割器與伺服電機(jī)之所長,由伺服電機(jī)來帶自動(dòng)分割器,主要是要應(yīng)用了分割器的高速穩(wěn)定性和伺服的精準(zhǔn)定位。 凸輪分割器在使用過程中,安裝是一個(gè)非常重要的步驟,由于分割器自身的特點(diǎn)決定了,它是幾個(gè)內(nèi)部構(gòu)件組成的,所以,無論在前期的安裝中,還是在后期的使用中,構(gòu)件間的間隙大小,都會(huì)對產(chǎn)品的精度造成影響,安裝過程中的,各構(gòu)件間的合理搭配,在使用中的磨損情況,都與前期的調(diào)整有很大的影響。
在凸輪分割器與電機(jī)的組合中,電機(jī)與輸入軸相連接的驅(qū)動(dòng)方式有:皮帶輪傳動(dòng)、鏈輪傳動(dòng)、同步帶輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器傳動(dòng)等。在運(yùn)行的過程中,由于負(fù)荷的脈動(dòng),凸輪軸轉(zhuǎn)矩在一周中有正負(fù)變化,會(huì)造成傳動(dòng)裝置的打滑,而且,凸輪的自身特性只有在凸輪軸以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),它的作用才能得以發(fā)揮。這樣一來,凸輪軸旋轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性會(huì)給分割器所加的轉(zhuǎn)矩造成影響,會(huì)使之明顯增大,給間歇運(yùn)動(dòng)造成很大影響,從而無法達(dá)到我們所需要的精度。 因此,無論從技術(shù)上,還是使用經(jīng)驗(yàn)上,凸輪軸與電機(jī)傳動(dòng)輪上都不能用產(chǎn)生滑動(dòng)的皮帶來作為傳動(dòng)的媒介,而是用能產(chǎn)生脈動(dòng)的鏈條和有間隙的齒輪做驅(qū)動(dòng)。同時(shí)要保證使用的皮帶或鏈條撐緊。在進(jìn)行齒輪或同步輪的選擇時(shí),要保證使用的精度,與同步帶或鏈條搭配要清除嚙合間隙。目前大部分工廠采用的是同步帶和同步輪,因?yàn)橥綆Ш屯捷喌膬?yōu)點(diǎn)較多,其一是能夠保證同步;另外,同步帶與同步輪在傳動(dòng)過程中不會(huì)產(chǎn)生間隙;而且在使用中振動(dòng)較小,能夠?qū)崿F(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn);同時(shí)為了增強(qiáng)穩(wěn)定性,選用大直徑的同步輪效果更好一些。
在凸輪分割器的使用過程中,凸輪分割器輸入軸是采用輸入鍵連接結(jié)構(gòu),所以在傳動(dòng)過程中,由于諸多因素的不穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)負(fù)荷的脈動(dòng)性,很容易使鍵連接處松動(dòng),出現(xiàn)配合間隙,這樣一來,會(huì)造成輸入軸運(yùn)動(dòng)不連續(xù),同步的效果不好,會(huì)產(chǎn)生沖擊,不僅會(huì)使連接件易損壞,包括它內(nèi)部的凸輪和滾針軸承也會(huì)受到不同程度的影響。所以,各廠家在進(jìn)凸輪分割器的使用前,必須由專業(yè)的工程技術(shù)人員進(jìn)行安裝和調(diào)試,同時(shí)在使用過程中要定期對凸輪分割器的各個(gè)連接部位進(jìn)行檢查。
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