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發布時間:2021-08-25 03:18  
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主軸所融合的技術:高速軸承技術:主軸通常采用復合陶瓷軸承,耐磨耐熱,壽命是傳統軸承的幾倍;有時也采用電磁懸浮軸承或靜承,內外圈不接觸,理論上壽命無限;高速電機技術:所謂定時,就是每隔一定的時間間隔注一次油。所謂定量,就是通過一個叫定量閥的器件,精準地控制每次潤滑油的油量。而油氣潤滑,指的是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下,被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要,太少,起不到潤滑作用;太多,在軸承高速旋轉時會因油的阻力而發熱。冷卻裝置:為了盡快給高速運行的電主軸散熱,通常對主軸的外壁通以循環冷卻劑,冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。內置脈沖編碼器:為了實現自動換刀以及剛性攻螺紋,主軸內置一脈沖編碼器,以實現準確的相角控制以及與進給的配合。自動換刀裝置:為了應用于加工中心主軸配備了自動換刀裝置,包括碟形簧、拉刀油缸等;高速刀具的裝卡方式:廣為熟悉的BT、ISO刀具,已被實踐證明不適合于高速加工。4級,即在高轉速時,由于殘余動不平衡引起振動的速度大允許值為0。這種情況下出現了HSK、SKI等高速刀具。高頻變頻裝置:要實現電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉的轉速,必須用一高頻變頻裝置來驅動電主軸的內置高速電動機,變頻器的輸出頻率必須達到上千或幾千赫茲。
轉子散熱條件差,又直接安裝在主軸上,設計中應盡量減小電動機徑向傳熱熱阻,使轉子的發熱量盡可能多地通過氣隙傳到定子和殼體中去,并由冷卻液帶走。為了提高散熱效果,保證電動機的絕緣安全,高速電主軸采用油一水熱交換循環冷卻系統如圖3 所示。系統采用連續、大流量、冷卻油對定子進行循環冷卻,冷卻油從主軸殼體上的入油口輸入,通過定子冷卻套上的螺旋槽,與電動機定子進行充分的熱交換,將電動機產生的絕大部分熱量轉移到油中,從殼體的出油口輸出,然后流經逆流式冷卻交換器,與冷卻水進行再一次熱交換,將熱油溫度降到接近室溫后,流回油箱,再經過壓力泵增壓輸到入油口,從而實現循環冷卻。實驗表明,使用油氣潤滑的軸承溫升可比使用脂潤滑時降低5~80℃,比油霧潤滑降低9~160℃,隨著dm·n值的增大,降溫的效果更明顯。根據主軸電動機的要求,冷卻油的入口溫度T 在10 ~ 40 ℃之間,溫升不得超過10 ℃。
單列、雙列圓柱滾子軸承在高速性能方面均劣于角接觸球軸承。角接觸軸承是具有接觸角的軸承,可以看出圓錐滾子軸承。接觸角越大軸向剛度越好,但因為球與滾道之間的陀螺滑動和自旋滑動也大,因此發熱也會增加。為了提高速度性能,方法是減小球的大小(或質量)改變溝道的曲率系數,以減小球的離心力,降低高速運轉時產生的內部載荷,同時增加球的數量以提高剛性。作為高速主軸軸承材料,陶瓷(Si3N4)有以下優點:高速旋轉時滾動體產生的離心力小,重量輕。由于密度比軸承鋼小。旋轉力矩可以減小,因此可以降低溫升,提高壽命。轉子散熱條件差,又直接安裝在主軸上,設計中應盡量減小電動機徑向傳熱熱阻,使轉子的發熱量盡可能多地通過氣隙傳到定子和殼體中去,并由冷卻液帶走。良好的導熱性使陶瓷材料的滾動體在高速運轉時不易與金屬產生粘著。熱膨脹小,滾動體與內圈接觸時不易發生預緊力增加而導致游隙減小。軸承的變形小,由于硬度高、剛性好。主軸的剛性也得到提高。綜上所述,因此,采用陶瓷資料(Si3N4)作為滾動體,與軸承鋼滾動體相比速度可提高約255%壽命可提高約3倍。