CN102248426B - 一种机床切换挡变速装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机床切换挡变速装置，包括电机、箱体、主动轴、从动轴、机床主轴、控制系统，所述主动轴和从动轴均设置在箱体内，所述主动轴与从动轴之间、从动轴与机床主轴之间均通过齿轮传动，所述控制系统与电机电连接，所述主动轴上设有至少两个主动齿轮，所述从动轴上设有与主动齿轮相对应的从动齿轮，所述主动轴上设有与主动齿轮个数相等的离合器，所述控制系统还与离合器电连接，通过离合器控制相应的主动齿轮转动。本发明的优点是：切换挡时不需要主轴减速，大大提高切换效率，切换时间从现有的手动换挡20-30s提升到2-3s。且换挡平稳，缩短工件进入下道工序的等待时间，大大提高了加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种机床切换挡变速装置。
背景技术
现有机床主轴箱切换挡变速装置大部分采用手动拨叉换挡和液压拨叉换挡。
手动拨叉换挡存在如下缺点：手动拨叉换挡利用传统的拨叉拨动滑动齿轮实现换挡变速，换挡是有级的，一般不超过5级，且机械结构过于复杂。手动拨叉换挡时要等主轴在很低的速度下(接近停止状态)才能可靠换挡，主轴速度稍大时换挡冲击力大，换挡不可靠，容易破坏换挡齿轮，齿轮寿命短，拨叉需要人工操作。
液压拨叉换挡存在如下缺点：液压拨叉换挡利用一只或几只液压缸带动齿轮移动实现换挡变速，最简单的二位液压缸实现双联齿轮变速。对于三联或三联以上的齿轮换挡则必须使用差动液压缸。液压拨叉需附加一套液压装置，将信号转换为电磁阀动作，再将压力油分至相应液压缸，因而增加了复杂性。液压拨叉可实现自动控制(不用人工操作拨叉)，但换挡是有级的，所以换挡时要等主轴在很低的速度下(接近停止状态)才能可靠换挡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机床切换挡变速装置，能够有效解决现有机床换挡容易破坏齿轮，换挡装置复杂的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种机床切换挡变速装置，包括电机、箱体、主动轴、从动轴、机床主轴、控制系统，所述主动轴和从动轴均设置在箱体内，所述主动轴与从动轴之间、从动轴与机床主轴之间均通过齿轮传动，所述控制系统与电机电连接，所述主动轴上设有至少两个主动齿轮，所述从动轴上设有与主动齿轮相适配的从动齿轮，所述主动轴上设有与主动齿轮个数相等的离合器，所述控制系统还与离合器电连接，通过离合器控制对应的主动齿轮转动。
优选的，所述主轴上设有与主动齿轮个数相等的花键套，所述离合器的主动摩擦片设置在花键套上，所述离合器的从动摩擦片与主动齿轮固定连接，所述主动齿轮通过滚动轴承设置在主动轴上；是主动齿轮的安装更加稳定，在离合器未吸合时也能随从动齿轮转动而有一个初速度，这样在使用这个主动齿轮的时候就不会有较大的速度差而导致从动轴输出的速度产生较大的波动。
优选的，所述电机为变频电机；可以提供无级变速，输出任意适合的转速。
优选的，所述离合器为电磁离合器；方便直接通过电信号控制，实现自动化。
优选的，所述主动齿轮有两个；一对高速齿轮，一对低速齿轮就可以满足大部分需求。
优选的，所述电机与主动轴之间通过皮带轮传动，所述电机上设有主动皮带轮，所述主动轴的左端设有从动皮带轮，所述主动轴左部通过轴承座设置在箱体上，所述轴承座内设有两个轴承，所述主动轴的左部穿设过两个轴承，所述两个轴承之间设有隔套；因主轴左侧安装有从动皮带轮，需要加装轴承座稳定住主动轴。
优选的，所述控制系统包括主控板、显示器、电器箱、变频控制器，所述显示器、电器箱、变频控制器均与主控板相连，所述电器箱还连有电磁离合器、X轴回零开关、Z轴回零开关，所述变频控制器与变频电机相连；通过主控板方便控制变频电机和电磁离合器X、Z回零开关即为行程开关，为机床自动控制提供信号源，电器箱用于分配电气动力，并设置有过载、短路、接地、互锁、漏电等保护装置。
与现有技术相比，本发明的优点是：切换挡时不需要主轴减速，大大提高切换效率，切换时间从现有的手动换挡20-30s提升到2-3s。且换挡平稳，缩短工件进入下道工序的等待时间，大大提高了加工效率。
附图说明
图1为本发明一种机床切换挡变速装置的结构示意图；
图2为本发明一种机床切换挡变速装置中控制系统的结构框图。
具体实施方式
参阅图1、图2为本发明一种机床切换挡变速装置的实施例，一种机床切换挡变速装置，包括电机1、箱体10、主动轴2、从动轴3、机床主轴4、控制系统，所述主动轴2和从动轴3均设置在箱体10内，所述主动轴2与从动轴3之间、从动轴3与机床主轴4之间均通过齿轮传动，所述控制系统与电机1电连接，所述主动轴2上设有至少两个主动齿轮5，所述从动轴3上设有与主动齿轮5相适配的从动齿轮6，所述主动轴2上设有与主动齿轮5个数相等的离合器7，所述控制系统还与离合器7电连接，通过离合器7控制对应的主动齿轮5转动，所述主轴上设有与主动齿轮5个数相等的花键套8，所述离合器7的主动摩擦片设置在花键套8上，所述离合器7的从动摩擦片与主动齿轮5固定连接，所述主动齿轮5通过滚动轴承9设置在主动轴2上，所述电机1为变频电机1，所述离合器7为电磁离合器7，所述主动齿轮5有两个，所述电机1与主动轴2之间通过皮带轮传动，所述电机1上设有主动皮带轮11，所述主动轴2的左端设有从动皮带轮12，所述主动轴2左部通过轴承座13设置在箱体10上，所述轴承座13内设有两个轴承15，所述主动轴2的左部穿设过两个轴承15，所述两个轴承15之间设有隔套14，所述控制系统包括主控板16、显示器17、电器箱18、变频控制器19，所述显示器17、电器箱18、变频控制器19均与主控板16相连，所述电器箱18还连有电磁离合器7、X轴回零开关20、Z轴回零开关21，所述变频控制器19与变频电机1相连。
主动轴转动时，两个花键套随主轴一起转动，左侧的主动齿轮与啮合的从动齿轮为高速传动组，右侧的主动齿轮与啮合的从动齿轮为低速传动组。
在使用高速传动组时，左侧的花键套带动左侧的电磁离合器的主动摩擦片转动，左侧的电磁离合器得电，右侧的电磁离合器互锁失电，左侧电磁离合器主动摩擦片与左侧主动齿轮固定联接的离合器从动摩擦片吸合并一同旋转，从而带动左侧的主动齿轮旋转，左侧的主动齿轮通过左侧的从动齿轮把动力传输到从动轴上，在通过从动轴右端的齿轮组将动力传动给机床的主轴。
使用低速传动组时，右侧的花键套带动右侧的电磁离合器的主动摩擦片转动，右侧的电磁离合器得电，左侧的电磁离合器互锁失电，右侧电磁离合器主动摩擦片与右侧主动齿轮固定连接的离合器从动摩擦片吸合并一同旋转，从而带动右侧的主动齿轮旋转，右侧的主动齿轮通过右侧的从动齿轮把动力传输到从动轴上，在通过从动轴右端的齿轮组将动力传动给机床的主轴。
可根据机加工零件的工艺要求编制数控程序，输入系统主板，变频控制器与系统主板组合控制，能在不需停机且在任意工作转速下快速自动切换挡，且全程自动控制。主轴需换挡变速时，系统指令变频电机调速，同时指令高低挡电磁离合器互锁离合，达到所需主轴转速。切换挡时不需要主轴减速，大大提高切换效率，切换时间从现有的手动换挡20-30s提升到2-3s。且换挡平稳，缩短工件进入下道工序的等待时间，大大提高了加工效率。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (4)
1.一种机床切换挡变速装置，包括电机（1）、箱体（10）、主动轴（2）、从动轴（3）、机床主轴（4）、控制系统，所述主动轴（2）和从动轴（3）均设置在箱体（10）内，所述主动轴（2）与从动轴（3）之间、从动轴（3）与机床主轴（4）之间均通过齿轮传动，所述控制系统与电机（1）电连接，其特征在于：所述主动轴（2）上设有至少两个主动齿轮（5），所述从动轴（3）上设有与主动齿轮（5）相适配的从动齿轮（6），所述主动轴（2）上设有与主动齿轮（5）个数相等的离合器（7），所述控制系统还与离合器（7）电连接，通过离合器（7）控制对应的主动齿轮（5）转动，所述控制系统为变频控制系统，所述电机（1）为变频电机，所述离合器（7）为电磁离合器；所述控制系统包括主控板（16）、显示器（17）、电器箱（18）、变频控制器（19），所述显示器（17）、电器箱（18）、变频控制器（19）均与主控板（16）相连，所述电器箱（18）还连有电磁离合器（7）、X轴回零开关（20）、Z轴回零开关（21），所述变频控制器（19）与变频电机（1）相连。
2.如权利要求1所述的一种机床切换挡变速装置，其特征在于：所述主轴上设有与主动齿轮（5）个数相等的花键套（8），所述离合器（7）的主动摩擦片设置在花键套（8）上，所述离合器（7）的从动摩擦片与主动齿轮（5）固定连接，所述主动齿轮（5）通过滚动轴承（9）设置在主动轴（2）上。
3.如权利要求1所述的一种机床切换挡变速装置，其特征在于：所述主动齿轮（5）有两个。
4.如权利要求1所述的一种机床切换挡变速装置，其特征在于：所述电机（1）与主动轴（2）之间通过皮带轮传动，所述电机（1）上设有主动皮带轮（11），所述主动轴（2）的左端设有从动皮带轮（12），所述主动轴（2）左部通过轴承座（13）设置在箱体（10）上，所述轴承座（13）内设有两个轴承（15），所述主动轴（2）的左部穿设过两个轴承（15），所述两个轴承（15）之间设有隔套（14）。
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