專利名稱：永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)涉及線切割機(jī)床的貯絲機(jī)。
現(xiàn)有技術(shù)所提供的線切割機(jī)床的主要部件貯絲機(jī)，都是將貯絲機(jī)的貯絲筒轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)機(jī)軸直聯(lián)，它的不足之處在于，因貯絲筒需頻繁正、反換向轉(zhuǎn)動(dòng)，由于貯絲筒和它的轉(zhuǎn)軸加上電動(dòng)機(jī)軸及轉(zhuǎn)子四者的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是相當(dāng)大的，使電機(jī)軸始終受到相當(dāng)大的交變力矩載荷，在軸肩處終因疲勞而經(jīng)常斷軸。有的采用疲勞強(qiáng)度極限大的鋼材，改進(jìn)熱處理方法，或讓電機(jī)換向前先斷電，然后再反向加電等方法，但都收效不大，仍解決不了斷軸問題；另外還經(jīng)常因傳動(dòng)精度低，振動(dòng)及溫升高、溫度變化大、噪聲高，導(dǎo)致電極絲運(yùn)行不平穩(wěn)、出現(xiàn)抖動(dòng)、疊絲甚至斷絲，加工精度差、效率低。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)上述不足之處，提供一種將貯絲筒直接做成永磁直流無刷恒力矩電機(jī)式，振動(dòng)及溫升小，電極絲運(yùn)行平穩(wěn)，不抖動(dòng)、疊絲，加工精度和效率高，不會(huì)斷軸的永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)。
本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用機(jī)座1上平面導(dǎo)執(zhí)17聯(lián)接拖板5，其上面固定左、右支架6、11支撐電動(dòng)貯絲筒10，機(jī)座1中部支撐座2上固定絲杠螺母3與軸承聯(lián)接在拖板5上的絲杠4螺紋聯(lián)接，貯絲筒右端轉(zhuǎn)軸13及絲杠4右端頭鍵裝主、被動(dòng)同步齒形帶輪12、15用同步齒形帶14聯(lián)接所組成。貯絲筒10是由固定軸9其上固裝電樞繞組31與貯絲筒體33內(nèi)壁鑲裝的永久磁鐵極29，轉(zhuǎn)軸13，左、右端蓋25、35及控制電路組成永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲筒10，貯絲筒密封口套22凸環(huán)上均布多個(gè)永久磁鐵弧板21為轉(zhuǎn)子位置傳感器，端蓋18內(nèi)壁設(shè)霍爾無件20為定子位置傳感器，利用電氣元件電路控制運(yùn)行。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1.是永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2.是圖1的A向視圖圖3.是電動(dòng)貯絲筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4.是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖中.1.機(jī)座、2.支撐座、3.螺母、4.絲杠、5.拖板、6.左支架、7.電樞繞組位置傳感器線纜、8.螺母、9.固定軸、10.電動(dòng)貯絲筒、11.右支架、12.主動(dòng)同步齒形帶輪、13.轉(zhuǎn)軸、14.同步齒形帶、15.被動(dòng)同步齒形帶輪、16.絲杠軸承聯(lián)接裝置、17.V形及平面導(dǎo)軌、18.端蓋、19.換向器印刷板、20.霍爾元件、21.永久磁鐵弧板、22.密封口套、23.密封蓋、24.含油套、25.貯絲筒左端蓋、26.軸承、27.中心孔、28.鋼圈、29.永久磁鐵極、30.電樞鐵芯、31.電樞繞組、32.螺母、33.貯絲筒體、34.軸承、35.貯絲筒右端蓋、36.軸承室、37.含油盤、38.停/轉(zhuǎn)鍵、39.正/反鍵、40.制動(dòng)鍵、41.42.43.觸點(diǎn)、F功能鍵、a.b.c.三塊霍爾元件20、R.R1電阻、J繼電器、J1.J2.J3繼電器常閉觸點(diǎn)、V、U直流電源、D1、D2、D3二極管、D4、D5、D6、D7、D8、D9快恢復(fù)二極管、T1、T2、T3、T4、T5、T6、V-MOS場(chǎng)效應(yīng)管、W1、W2、W3穩(wěn)壓管，A、B、C電樞繞組31的三相，Mcx控制模塊、Mcy適配模塊、Mcz驅(qū)動(dòng)模塊。
本永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)如圖1、2所示，它由長方箱形貯絲機(jī)座1，上平面有V形及平面導(dǎo)軌17，導(dǎo)軌聯(lián)接長方形拖板5，其上面固定左、右支架，6、11支撐電動(dòng)貯絲筒10，左端固定軸9用螺母8固定于左支架，右端轉(zhuǎn)軸13用軸承裝于右支架，轉(zhuǎn)軸端鍵裝主動(dòng)同步齒形帶輪12，用同步齒形帶14與機(jī)座1中部的支撐座2上的固定絲杠螺母3聯(lián)接的絲杠4，其右端用絲杠軸承聯(lián)接裝置16固定在右支架下部，端頭鍵裝被動(dòng)同步齒形帶輪15聯(lián)接所組成。電動(dòng)貯絲筒10結(jié)構(gòu)如圖3所示，它由圓筒狀鋁合金貯絲筒體33、內(nèi)壁中部有凸環(huán)臺(tái)止口，軸向定位壓裝用鋼圈28將許多楔形相互間隔均布的永久磁鐵圍成的圓環(huán)形永久磁鐵極29，構(gòu)成外轉(zhuǎn)子，固定軸9中部有軸肩軸向定位壓裝電樞鐵芯30，用螺母32緊固在定軸上，鐵芯30圓周槽內(nèi)嵌裝電樞繞組31，構(gòu)成定子，其繞組端線及霍爾元件連結(jié)線用電樞繞組、位置傳感器線纜7從固定軸9的中心通孔27穿出軸外，固定軸9軸肩左側(cè)裝軸承26，用帶軸承室的貯絲筒左端蓋25，螺栓固定于貯絲筒體左端口的止口圈上，套狀密封蓋23內(nèi)口壓裝有凸環(huán)的密封口套22與左端蓋25螺栓固封軸承室，與定軸間填裝粉末冶金含油套24，密封口套22的凸環(huán)圓周上均布粘貼12塊N、S極相間永久磁鐵弧板21，為轉(zhuǎn)子位置傳感器，用螺栓固定于定軸9上的端蓋18封罩，其內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子位置傳感器相對(duì)應(yīng)處，相間40度粘貼三塊霍爾元件20，與固定在定軸9上的圓盤形換向器印刷板19電聯(lián)接，構(gòu)成定子位置傳感器，固定軸9右端頭裝軸承34，聯(lián)接與軸承室36一體的同心轉(zhuǎn)軸13，軸承室36有凸出的法蘭盤，止口、螺栓固定于貯絲筒體33右端口的內(nèi)止口上所構(gòu)成。軸承室36內(nèi)有粉末冶金圓含油盤37，貯絲筒左、右端蓋25、35，密封蓋23、端蓋18可選用鋼、有色金屬最好選用工程塑料材質(zhì)。本實(shí)用新型電路原理如圖4所示，長方形霍爾元件a一端接電源V正極另一端接電源V負(fù)極，接正極端串聯(lián)電阻R1接霍爾元件a一側(cè)設(shè)觸點(diǎn)41，通Mcx，霍爾元件b、c同a，設(shè)觸點(diǎn)42、43，通Mcx控制模塊，Mcx控制模塊用四路接通帶繼電器J的Mcy適配模塊，適配模塊外接停/轉(zhuǎn)鍵38、正/反鍵39、制動(dòng)鍵40、功能鍵F.Mcx六路通Mcz，Mcz出六路，二路為一組，第一組的一路接D1正極，D1負(fù)極并聯(lián)T1柵極、W1正極、R1，電源U正極接T1漏極并聯(lián)D4負(fù)極，T1源極、W1負(fù)極、R1另一端、T2漏極、D4正極、D5負(fù)極聯(lián)于一點(diǎn)接斷電器J1常閉觸點(diǎn)，聯(lián)繞組A一端，另一路并聯(lián)電阻R1、T2柵極，T2源極串聯(lián)電阻R后共同接地。D5正極接地，其他四路的第二、三組電聯(lián)接同第一組，繞組A、B、C三相另一端相聯(lián)為Y形接法，J1、J2、J3串聯(lián)，Mcy出一路并聯(lián)T2、T4、T6的源極，T1與D4、T3與D6、T5與D8的漏極與負(fù)極聯(lián)接于一點(diǎn)。Mcx、Mcy都單獨(dú)外接電源V.Mcz接V和V-+U，直流電源V取12伏，U取0～100伏，電阻R1取15KΩ。
本永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)的工業(yè)運(yùn)行接通直流電源V，U，按F鍵設(shè)定功能與霍爾元件位置信號(hào)輸入Mcx控制模塊，經(jīng)驅(qū)動(dòng)模塊等控制繞組A、B、C的電壓與電流，使電動(dòng)貯絲筒10轉(zhuǎn)速從0至1500轉(zhuǎn)/分無級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)，亦可設(shè)六擋轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)軸13帶動(dòng)主動(dòng)同步齒形帶輪，經(jīng)同步帶、被動(dòng)輪，使絲杠4轉(zhuǎn)動(dòng)，因絲杠螺母3不動(dòng)，絲杠便帶動(dòng)拖板5沿導(dǎo)軌17移動(dòng)，使貯絲筒能轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)作軸向移動(dòng)。按停/轉(zhuǎn)鍵38，可使貯絲筒停止或運(yùn)轉(zhuǎn)，按正/反鍵39可使貯絲筒正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，亦可用拖板與機(jī)座間的行程擋塊使貯絲筒換向，制動(dòng)鍵40隨時(shí)用于制動(dòng)剎車。
本永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)具有下述優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)新穎，運(yùn)行靈活，省掉聯(lián)軸器及所直聯(lián)的電動(dòng)機(jī)，貯絲機(jī)軸向尺寸縮短五分之二，大大減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從根本上解決了斷軸問題；2、由于采用永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)機(jī)制造技術(shù)，電子換向，消除換向火花，換向噪聲，使貯絲筒能從0～1500r/min進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，或分擋調(diào)速，使線速度從0.1～11m/s進(jìn)行無極調(diào)節(jié)；3、國外先進(jìn)的高精度切割技術(shù)采用銅質(zhì)電極絲，一次性使用，慢走絲，本機(jī)可實(shí)施慢走絲切割，快速回絲，電機(jī)絲可多次使用進(jìn)行高效率、高精度切割；4、由于采用恒力矩調(diào)控系統(tǒng)，可比現(xiàn)有技術(shù)需用電動(dòng)機(jī)功率減少一半，亦保證了換向過渡過程，換向時(shí)間小于1秒鐘，換向時(shí)扭力矩自動(dòng)減小，保證換向平穩(wěn)無噪聲，改善工作環(huán)境；5、切割運(yùn)行溫升不超過1℃，可消除溫度變化對(duì)精加工的溫度影響；6、由于減少零部件聯(lián)接尺寸鏈，消除電動(dòng)機(jī)與貯絲筒軸線同軸度誤差環(huán)節(jié)，使之加工、裝配容易，成本低，傳動(dòng)精度高，高、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其徑向跳動(dòng)不大于0.01mm，不會(huì)引起電極絲抖動(dòng)或斷絲，保證電極絲均勻、平穩(wěn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的精確切割；7、貯絲筒轉(zhuǎn)向、移動(dòng)靈活、平穩(wěn)、精確，確保電極絲整齊、均勻排繞在貯絲筒上，不會(huì)出現(xiàn)疊絲現(xiàn)象。
本永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)可取代線切割機(jī)床的電動(dòng)機(jī)與貯絲筒軸直聯(lián)的現(xiàn)有貯絲機(jī)，適應(yīng)于不同型號(hào)規(guī)格的線切割機(jī)床。
實(shí)施例型號(hào) 1424 1422 1420 1418 1416貯絲筒長度mm 240 220 200 180 160貯絲筒直徑mm 140～200額定功率W 180～360
額定電壓V150額定電流A1.2轉(zhuǎn)速r/min0～1500無極或六擋調(diào)速線速度m/s0.1～11效率％ 73絕緣等級(jí) E級(jí)過載能力大于2.5倍，噪聲dB小于45外形尺寸mm 650×230×480
權(quán)利要求1.永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)，它由機(jī)座1上平面導(dǎo)軌17聯(lián)接拖板5，其上面固定左、右支架6、11支撐電動(dòng)貯絲筒10，機(jī)座1中部支撐座2上固定絲杠螺母3與軸承聯(lián)接在拖板5上的絲杠4螺紋聯(lián)接，貯筒右端轉(zhuǎn)軸13及絲杠4右端頭鍵裝主、被動(dòng)同步齒形帶輪12、15用同步齒形帶14聯(lián)接，控制電路所組成，其特征在于貯絲筒10是由固定軸9其上裝電樞繞組31與貯絲筒體33內(nèi)壁鑲裝的永久磁鐵極29、轉(zhuǎn)軸13、左、右端蓋25、35支撐組成永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲筒10。
2.按權(quán)利要求1所述的永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)，其特征在于所說的電動(dòng)貯絲筒10密封口套22凸環(huán)上均布多個(gè)永久磁鐵弧板21為轉(zhuǎn)子位置傳感器，端蓋18內(nèi)壁設(shè)霍爾元件20為定子位置傳感器。
專利摘要永磁直流無刷恒力矩電動(dòng)貯絲機(jī)涉及線切割機(jī)床的貯絲機(jī)。由機(jī)座1的導(dǎo)軌17聯(lián)接拖板5,左、右支架6、11支撐電動(dòng)貯絲筒10,機(jī)座上的螺母3與聯(lián)接拖板5的絲杠4螺紋聯(lián)接所組成。軸向尺寸縮短2/5,耗能減少一半,徹底解決斷軸問題,轉(zhuǎn)速0～1500r/min無級(jí)調(diào)速,能慢速切割、快速回絲,溫升小,噪聲低,進(jìn)行高效率、高精度切割。可取代電機(jī)與貯絲筒軸直聯(lián)的貯絲機(jī),適應(yīng)于各種線切割機(jī)床。
文檔編號(hào)H02K29/08GK2273232SQ9624590
公開日1998年1月28日 申請(qǐng)日期1996年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月25日
發(fā)明者候文學(xué), 李紅硯, 宋家永, 仇衛(wèi)東 申請(qǐng)人:李紅硯