REDEX齿轮齿条驱动装置的冷却选项顺应机床发展趋势

作者：REDEX SAS

欢迎访问e展厅 展厅 3 数控机床/铣床展厅 数控铣床, 摇臂铣床, 立式铣床, 转塔铣床, 炮塔铣床, ... 通过更高的进给速度和更大的动态性能来提升机床生产效率的潜力正在达到极限，尤其是多任务车铣复合机床的需求在不断增长的情况下。若想进一步突破，则需要在设计策略和技术上实现模式转变。 REDEX集团通过冷却优化的高精度驱动解决方案帮助设计工程师大幅提升多任务机床的生产效率。这一技术进步有望在竞争激烈的全球市场中占据更大份额。 不久前，铣床仅限于生产具有钻孔和攻丝操作的棱柱形零件，其圆形是通过低速铣削生产的。如今，多任务加工中心可以在同一台机床上通过快速车削和铣削/钻孔功能来加工圆柱形零件。 - 仅需一次设置，即可提高生产率。 但这也带来了热约束问题，因为随着扭矩的增加和速度的提高，其功率超出了传统驱动装置的承受范围，从而导致温度问题并影响机床的精度。 为了开发出高性能的多任务机床，就必须调整驱动类型和机床结构，以满足性能、灵活性和精度的需求，这同时也需要技术上的变革。 如今，电机制造商们已经可以提供风冷或水冷版本的电机，能够在保持适宜工作温度的同时实现连续高速运转。与此相似的，REDEX多年来一直致力于为其驱动系统开发冷却装置，以确保有效的散热，并维持与多任务机床用户所期望的精度相兼容的运行温度。 齿条和齿轮：驱动力 在为新机床选择合适的驱动方案时，通常有三种选择：直驱电机（线性电机）、滚珠丝杠驱动或齿轮齿条驱动。 由于磁性元件、电缆和辅助冷却组件的成本较高，直驱（线性）电机在很大程度上已变得难以负担。与伺服电机相比，直驱电机的功耗较高，因此吸引力下降。 虽然滚珠丝杠驱动目前已广泛用于通用机床市场，但其设计上的局限性让人们质疑其在多任务机床所需的生产率和高性能应用中的适用性。例如，由于热膨胀，滚珠丝杠在反复和高强度运动后会积聚热量并产生定位误差，这种不良影响可能令机床结构是否符合ISO 230-3:2020-6热变形测试标准而受到质疑。 考虑到这些因素，齿轮齿条驱动是被证明在大型多任务机床进给驱动中控制热行为的首选方案。在高动态，重载运动的需求下，设计师们总会发现REDEX最新优化冷却的齿轮齿条驱动器的诸多优势。 这些优势包括：无论进给速度如何，齿轮和齿条接触点的温度都很低。此外，由于齿条和齿轮以低速啮合，因此在高进给速度下没有临界速度问题。其他优点还包括使用齿条段的模块化设计实现无限行程能力，以及无论位置如何，都具有恒定的高刚度。 冷却型齿轮齿条驱动系统还能更轻松地控制机床的线性运动，并且不会像滚珠丝杠或未冷却齿轮齿条驱动系统那样出现金属膨胀问题。 在高压下保持冷却 REDEX开发的特殊冷却功能可防止驱动系统在多任务机床等高动态设备中积聚热量。REDEX公司基于数十年的经验在这项技术上取得了成功。大约40年前，REDEX就率先推出了用于机床主轴驱动的高速、高扭矩水冷双速齿轮箱。此外，该公司还是首次推出了带空心轴的圆柱形变速箱，当安装在电机和主轴之间时可以保持适当的工作温度。在转速高达12,000 rpm时，变速箱的工作温度Δ（Delta T）保持在比机床主轴和电机低约10°C的水平。 REDEX的最新技术进展体现在将冷却回路集成到电机和减速机中，通过有效散热来保持超低的工作温度，机床制造商通过这一技术确保了车铣加工的主轴结构稳定，从而实现精密加工。 REDEX拥有许多根据机床制造商特定需求设计并实施解决方案的成功案例。该公司所有的解决方案都经过严格的系统化测试，包括全面的温度监测及齿轮箱额定值的验证。此外，REDEX还开发了基于数字孪生技术的建模系统，用于支持精确的模拟分析。 卓越的性能 行星齿轮箱的额定值是通过不同速度下的负载水平及计算出的使用寿命得出的轴承和齿轮的理论容量。REDEX的设计工程师开发了一种数值模型，能够预测齿轮箱的工作温度，特别是其热性能和效率。该模型能够推导出特定配置中系统恒定（热）功率对应的扭矩曲线。通过对REDEX RP系列高精度行星齿轮箱的密集测试项目，证明了理论数据与实验数据之间的相关性。 通过这种方法，REDEX可以预测和评估热运行极限，从而提出最佳的散热解决方案并确定最合适的冷却方法。 REDEX RP系列提供两种冷却方式：标准配置和可选配置。标准配置是一种高效的外部强制润滑形式，通过闭环系统中润滑油浴的内循环进行冷却，从而通过油/水或油/空气换热器散发热量。作为市场差异化的一个关键点，REDEX在其圆形齿轮（齿轮轴）和直线齿轮（齿条）解决方案中都均标配了标准孔，用于促进冷却液的内部循环。 当应用需求超出驱动系统的热容量时，REDEX RP系列驱动的标准冷却选项成为理想选择。它是大型多任务机床驱动冷却最简单且最具成本效益的解决方案，也是REDEX独家提供的选项。 在更高需求下，可选配置提供冷却套解决方案。尽管冷却套会增加系统的体积、重量和成本，但在某些应用中它非常有效。 无论选择哪种冷却方案，REDEX技术精湛的工程团队都能根据数十年的实际经验，针对机床齿轮箱及其冷却选项提供专业建议。 www.redex-group.com(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (5/22/2025)