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發布時間：2021-08-14 08:36
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高速電主軸的特點:它具有高轉速、高精密、噪聲低、低溫升、體積小、安裝方便等特點,是現代數控機床主要的關鍵部件。它與早年應用于內圓磨床的內裝式電機主軸的區別是采用了變頻調速技術,主軸有較大的驅動功率和轉矩,并有一系列主軸振動、軸承溫升等參數的傳感器及其檢測控制系統。各傳動件的攪油功率損耗主要決定于傳動件的種類、尺寸大小、浸油深度、油的粘度、油溫的變化和傳動件的速度。因此電主軸及驅動系統是一種技術含量很高的機電一體化產品,涉及機械、電機、驅動與控制、支承、潤滑、材料熱處理及振動等諸多領域,是一套相對獨立、完整的智能型功能部件。高速運轉的電主軸的主軸形式是將主軸電機的定子、轉子直接裝入主軸組件的內部,即把高速電機置于精密主軸內部,電主軸的電機轉子就是主軸,主軸的殼體就是電機的機座,實現了變頻調速電機和主軸一體,電機直接驅動主軸,形成電主軸。電主軸取消了電機到主軸傳動鏈中的齒輪、皮帶等一切中間環節,動力源對主軸的直接傳動,傳動鏈長度為零,實現了機床主軸系統的“零傳動”。高速主軸單元主要有高速電主軸，氣動主軸和水動主軸。其中高速電主軸常見，高速電主軸單元是高速加工機場中關鍵的部件之一。目前大多數電主軸結構都是把加工主軸與電機轉軸做成一體，以實現零傳動。同時電機外殼帶有冷卻系統，高速電主軸主要有帶冷卻系統的殼體，定子、轉子、軸承等部分組成，工作時通過改變電流的頻率來實現增減速度。
油氣潤滑在加工中心中應用，應注意以下事項: ①噴嘴距滾動軸承端面的距離可在3 ～ 25 mm 之間; ②在軸承腔壁上需開設排氣孔，以便流通; ③油氣潤滑系統的用油量，大約1 mL /h; ④油氣潤滑系統的含油量: 采用油氣潤滑時影響軸承溫升的因素之一是供油量。供油量決定著油氣兩者混合流中的含油量，給定速度下的軸承溫升與該含油量有關，初始階段軸承溫升隨含油量增加而迅速下降，而后其影響減弱，當含油量增加到某一數值后溫升緩慢增加，繼而急劇上升，因而油氣兩者的混合流中的含油量達到一個值，才能既保證軸承的潤滑充足又保證軸承的強力冷卻。由于主軸電動機兩端就是主軸軸承，電動機的發熱會直接降低軸承的工作精度，如果主電動機的散熱解決得不好，將會影響到機床工作的可靠性和穩定性。為此，油氣潤滑系統參數確定為: 空氣壓力為0. 4MPa，空氣流量為( 3. 3 ～ 6. 7) × 10 － 4 m3 /s，潤滑油運動粘度為32 mm2 /s，潤滑油流量約為( 0. 28 ～ 0. 83) ×10 － 10 m3 /s，調整潤滑油流量取得含油量; ⑤油氣潤滑系統供油的均勻性: 采用油氣潤滑時影響軸承溫升的因素之二是供油的均勻性。決定供油均勻性的主要參數是供油頻率。為了獲得合適的供油量，不能只降低供油頻率，而是合理匹配活塞直徑、沖程、供油頻率( 2 ～ 8 min) ，取得方案，獲得理想的供油量。軸承潤滑方式的選擇與軸承的轉速、負荷、許用溫升及軸承類型有關，一般根據速度因數dm·n 值選擇。
高速主軸軸承發展情況：一般多使用剛性和高速性能優良的角接觸球軸承，為了適應機床主軸的高速要求。其次使用圓柱滾子軸承脂潤滑條件下dmN值在50×104以下。空載機械摩擦損耗的大小主要取決于摩擦面的種類和制造裝配的質量摩擦面上空載時的作用力(傳動件的重量、偏心質量、軸承的預緊力、皮帶拉力以及傳遞空載扭矩等)摩擦系數及相對運動速度。開發出油氣潤滑后，與此同時逐步開發出與之相適應的潤滑系統。從表述主軸軸承高速性能的dmN值(dm為軸承節圓直徑mm×N為轉速r/min來看。dmN值已達到100×104以上。爾后在軸承方面又開發出了滾動體為陶瓷的角接觸球軸承，實現了dmN值為200×104×90年代的開發出噴射潤滑后，dmN值可達到300×104。
高速數控機床主傳動系統的機械結構已得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機床主軸由內裝式電動機直接驅動，從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現了機床的“零傳動”。這時主軸軸頸的不同部位和軸承孔內的某一固定部位相接觸，所以軸頸的圓度誤差會使主軸回轉產生純徑向跳動，而軸承孔的形狀誤差對主軸回轉精度的影響很小。這種主軸電動機與機床主軸“合二為一”的傳動結構形式，使主軸部件從機床的傳動系統和整體結構中相對獨立出來，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”。由于當前電主軸主要采用的是交流高頻電動機，故也稱為“高頻主軸”。由于沒有中間傳動環節，有時又稱它為“直接傳動主軸”。電主軸的高轉速高達60000～180000r/min，旋轉部分的任何微小不平衡量都可能引起巨大的離心力，造成機床的振動，從而影響零件的加工質量。
