一种主轴双速区驱动装置，包括同一驱动轴不同旋转扭矩施加半径的低转速驱动部和高转速驱动部，低转速转子的旋转扭矩施加半径R
【技术实现步骤摘要】
一种单主轴双速区驱动装置
本专利技术涉及车床的
，具体涉及一种单主轴双速区驱动装置。
技术介绍
双主轴车床,看重其工件车削的高效率。正主轴和副主轴同轴心对置，在将棒料从连续式送料机送入正主轴，正主轴夹持，主刀塔的车刀对工件完成正面端一次加工，工件的加工端被副主轴夹持同时主轴松开，两副刀塔的车刀对该工件的背面端进行一次加工。上述过程副刀塔车第一工件的背面一半时，主刀塔正在车第二工件的正面一半，俗称“同车半截”，两轴转速同步、相对速度为零，可实现不停车状态下自动实现对接换夹，因此，效率大于两个单主轴车床同时工作的效率。实际车削工艺中，粗车通常以相对慢的转速，相对快的进给量，较大的吃刀量配置，因此需要主轴转速在低转速区运转，精车通常以相对快的转速，相对慢的进给量，较小的吃刀量配置，则需要主轴转速在高转速区运转。不同车床的低转速区和高转速区是不同的，例如对于主轴转速为800-2000rpm的出厂设置,低转速区通常在800-1500rpm，齿轮箱变速时，通常有8档转速(rpm)：75,120,200,300,800,1200,1500,2000。1500,2000属于高转速区，200-1200属于低转速区。具体转速根据材料的切削速度来计算主轴转速。而随着主轴驱动技术的进步，低转速和高转速的范围也在不断变化，近几年，数控车床的粗车低转速在5000rpm以下，而精车高转速可达到15000-25000rpm。在双主轴车床的连续车削状态中，“同车半截”对驱动元件是一直负荷运转的，定子在粗精车对应的不同功率段交替切换，以大约400Hz或更高的频率改变的磁场引起的铁芯电磁损耗用于自加热，即使通过任何合适的冷却手段通常也不能冷却该铁芯，长时间连续粗精车交替工作势必使得电机定子温度升高而过热烧坏。日本佐竹制作所公开了一种两定子的三相传动马达(公开号：JP平4-178144A，公开日：19920625)，为获得从低转速到高转速的平顺启动和高扭矩，输出轴4同轴固设有两转子2,3，两定子12、13分别对应转子2、3设于壳体14的内壁，定子12,13分别缠绕线圈绕组10、11。效果是，从低速平稳地启动到额定旋转范围，并增加旋转速度。综上，设计一种主轴驱动单元，既能应对粗车的高扭矩低转速，也能应对精车的低扭矩高转速，能够适应长时间连续驱动而不过热，使其能够适应长工件连续送料自动车削，是双主轴车床电主轴领域的关键难题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种单主轴双速区驱动装置，解决“既能应对粗车的高扭矩低转速，也能应对精车的低扭矩高转速，能够适应长时间连续驱动而不过热”的问题。本专利技术的目的是这样实现的，一种单主轴双速区驱动装置，包括同一驱动轴不同旋转扭矩施加半径的低速驱动部和高速驱动部，低转速转子的旋转扭矩施加半径R低至少为高转速转子的旋转扭矩施加半径R高的两倍以上，低速驱动部和高速驱动部设于定子固定部，同一时间仅一者对驱动轴施加旋转扭矩；定子固定部内腔设有致动冷却单元，用于同时冷却低速驱动部和高速驱动部。进一步地，定子固定部包括同轴设置的大径部和小径部，高速驱动部包括滑动设于小径部的可移定子单元和固设于驱动轴的高速转子单元，致动冷却单元驱动可移定子单元在工作位置和缩回位置之间移动，当可移定子单元位于工作位置，可移定子单元以预定间隙径向配合于高速转子单元外，仅高速驱动部对驱动轴施加旋转扭矩；当可移定子单元位于缩回位置，可移定子单元离开所述高速转子单元，仅低速驱动部对驱动轴施加旋转扭矩。进一步地，所述低速驱动部包括固定定子单元，低速转子单元以预定间隙设于固定定子单元轴向两侧；固定定子单元包括周向间隔设置于通磁法兰部的多个T型对置铁芯，低速转子单元包括设于低速转筒的第一转子和第二转子，第一转子和第二转子分别设有与T型对置铁芯正对的多个永磁体。进一步地，定子固定部同轴一体设有驱动轴孔和套筒转槽，二者分别为沿轴向前后布置的一对，套筒转槽设于定子固定部径向外侧；驱动轴旋转设于驱动轴孔，低速转筒旋转设于套筒转槽。进一步地，定子固定部的小径部和大径部之间设有环形液压腔，左端盖螺旋密封地盖设于环形液压腔,左端盖和过渡部分别设有进油口和出油口,环形液压腔内滑动设有活塞环，活塞环固定连接可移定子单元；活塞环两侧的子腔分别通过进油口和出油口维持恒定油压的同时周期性流动，以带走来自定子固定部的热量。进一步地，小径部内滑动设有滑子环，可移定子单元固设于滑子环内孔，滑子环固定连接活塞环。进一步地，还包括设于驱动轴和低速转子单元之间的耦合单元，用于将低速转子单元的转动扭矩可选择地传递给驱动轴；所述耦合单元包括相互啮合的外齿圈、行星齿轮和太阳齿轮，所述外齿圈设于低速转筒的内孔，至少3个行星齿轮通过行星架啮合在外齿圈和太阳齿轮之间；太阳齿轮固定连接驱动轴。进一步地，定子固定部包括同轴设置的大径部，大径部轴向两侧分别同轴设有小径部；大径部外周轴向并排设有两低速驱动部，小径部分别设有一高速驱动部，致动冷却单元内滑动设有两活塞环，两活塞环分别连接两可移定子单元。进一步地，包括主轴轴承冷却结构，包括一体成型且轴向外凸于电机壳体的前轴套筒和后轴套筒，前轴套筒和后轴套筒外周面分别安装有第一冷却套和第二冷却套，第一冷却套与致动冷却单元串联或并联连通，第二冷却套与外设的冷却装置连通。进一步地，所述高速转子单元包括高速转子本体，高速转子本体为多块硅钢片叠置且轴向两端设有端环，每个硅钢片中心对称地设有至少32个梯形转子槽，转子导条穿过高速转子本体和端环一体焊接为装配体；所述装配体外设有外包层成为复合实心转子。所述主轴双速区驱动装置，大扭矩的低速驱动部100和小扭矩的高速驱动部200交替驱动同一主轴16，同一致动冷却单元40同时冷却固定定子单元20和可移定子单元30，还协同冷却前轴套筒81的高速轴承，粗车用大扭矩的低速驱动部100驱动主轴，精车用小扭矩的高速驱动部200驱动主轴，二者交替驱动，同时有致动冷却单元40的作用，各定子温升得到良好控制，加工精度保持性好。附图说明图1为本专利技术主轴双速区驱动装置的实施例一的主剖视图(可移定子单元位于工作位置)。图2为本专利技术主轴双速区驱动装置的实施例一的主剖视图(可移定子单元位于缩回位置)。图3为本专利技术主轴双速区驱动装置的实施例一的固定定子单元的局部剖视图。图4为本专利技术主轴双速区驱动装置的实施例一的高速转子单元的主剖视图。图5为本专利技术主轴双速区驱动装置的实施例一的高速转子单元的左剖视图。图6为本专利技术主轴双速区驱动装置的实施例二的主剖视图(可移定子单元位于工作位置)。图7为本专利技术主轴双速区驱动装置的实施例二的主剖视图(可移定子单元位于缩回位置)。图8为本专利技术主轴双速区驱动装置的实施例三的主剖视图(可移定子单元位于缩回位置)。上述图中的附图标记：10定子固定部，11大径部，12小径部，13滑子环，14过渡部，15电机壳体，16主轴，17驱动轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单主轴双速区驱动装置，其特征在于，包括同一驱动轴不同旋转扭矩施加半径的低转速驱动部和高转速驱动部，低转速转子的旋转扭矩施加半径R
【技术特征摘要】
1.一种单主轴双速区驱动装置，其特征在于，包括同一驱动轴不同旋转扭矩施加半径的低转速驱动部和高转速驱动部，低转速转子的旋转扭矩施加半径R低至少为高转速转子的旋转扭矩施加半径R高的两倍以上，低转速驱动部和高转速驱动部设于定子固定部(10)，同一时间仅一者对驱动轴施加旋转扭矩；定子固定部(10)内腔设有致动冷却单元(40)，用于同时冷却低转速驱动部和高转速驱动部。
2.如权利要求1所述单主轴双速区驱动装置，其特征在于，定子固定部(10)包括同轴设置的大径部(11)和小径部(12)，高转速驱动部包括滑动设于小径部(12)的可移定子单元(30)和固设于驱动轴的高速转子单元(40)，致动冷却单元(40)驱动可移定子单元(30)在工作位置和缩回位置之间移动，当可移定子单元(30)位于工作位置，可移定子单元(30)以预定间隙径向配合于高速转子单元(40)外，仅高转速驱动部对驱动轴施加旋转扭矩；当可移定子单元(30)位于缩回位置，可移定子单元(30)离开所述高速转子单元(40)，仅低转速驱动部对驱动轴施加旋转扭矩。
3.如权利要求1或2所述单主轴双速区驱动装置，其特征在于，所述低转速驱动部包括固定定子单元(20)，低速转子单元(50)以预定间隙设于固定定子单元(20)轴向两侧；固定定子单元(20)包括周向间隔设置于通磁法兰部(22)的多个T型对置铁芯(23)，低速转子单元(50)包括设于低速转筒(51)的第一转子(53)和第二转子(54)，第一转子(53)和第二转子分别设有与T型对置铁芯(23)正对的多个永磁体(55)。
4.如权利要求3所述单主轴双速区驱动装置，其特征在于，定子固定部(10)同轴一体设有驱动轴孔(17)和套筒转槽(18)，二者分别为沿轴向前后布置的一对，套筒转槽(18)设于定子固定部(10)径向外侧；驱动轴旋转设于驱动轴孔(17)，低速转筒(51)旋转设于套筒转槽(18)。
5.如权利要求2所述单主轴双速区驱动装置，其特征在于，定子固定部(10)的小径部(12)和大径部(11)之间设有环形液压腔(41)，左端盖(43)螺旋密封地盖设于环形液压腔(41),左端盖(43)和过渡部(14)分别设有进油口(44)和出油口(45),环形液压腔(41)内滑动设有活塞...
【专利技术属性】
技术研发人员：许梦艳，
申请(专利权)人：许梦艳，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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