典型实例——车床主轴的变频调速

某精密车床主轴变频调速改造，由于调速用的电磁离合器损坏率较高，配件难找，又十分昂贵，故改用变频调速。

1．原拖动系统概况(1)转速挡位。负载侧有12挡转速：25r/min、50r/min、105r/min、130r/min、180r/min、210r/min、260r/min、360r／min、560r／min、800r／min、1120r／min、1600r/min。

(2)电动机的主要数据。

①额定容量：4.5kVA。

②额定转速：1440r／min。

③过载能力：2.5。

(3)控制方式。由手柄的12个位置来控制齿轮的分与合，得到齿轮的12种组合，从而得到12挡转速。

2．改造要求(1)尽可能不更换电动机。

(2)在高速区，过载能力不低于1.8。

(3)转速挡位及控制方式不变，即仍由手柄的12个位置来控制12挡转速。

3．卧式车床的大致构造与负载性质(1)卧式车床的大致构造与拖动系统。

①大致构造，主要部件如下。

头架。用于固定工件。内藏齿轮箱，是主要的传动机构之一。

尾座。用于顶住工件，是固定工件用的辅助部件。

刀架。用于固定车刀。

床身。用于安置所右部件。

②拖动系统。

a．主运动。工件的旋转RC0603FR-07100KL.html" target="_blank" title="RC0603FR-07100KL">RC0603FR-07100KL运动为卧式车床的主运动，带动工件旋转的拖动系统为主拖动系统。

b．进给运动主要是刀架的移动。由于在车削螺纹时，刀架的移动必须和工件的旋转速度严格配合，故中小型车床的进给运动通常由主电动机经进给传动链而拖动，并无独立的进给拖动系统。

c．主运动系统阻转矩的形成。主运动系统的阻转矩就是工件在切削中形成的阻转矩。理论上说，切削功率用于切削的剥落和变形，故切削力正比于被切削的材料性质和截面积，切削面积由吃刀量（切削深度）和走刀量决定。而切削转矩则取决于切削力和工件回转半径的乘积，其大小与下列因素有关：背吃刀量、进刀量、工件的材质与直径等。

(2)主运动的负载性质。在低速段，允许的最大进刀量都是相同的，负载转矩也相同，属于恒转矩区；而在高速段，则由于受床身机械强度和振动以及刀具强度等的影响，速度越高，允许的最大进刀量越小，负载转矩也越小，但切削功率保持相同，属于恒功率区。车床主轴的机械特性。恒转矩区和恒功率区的分界转速称为计算转速，用no表示。关于计算转速大小的规定大致如下。

在老系列产品中，一般规定：从最低速起，以全部极数的1/3的最高转速作为计算转速。

随着刀具强度和切削技术的提高，计算转速已经大为提高，通常规定：以最高转速的1/4～1/2作为计算转速。