電主軸常見(jiàn)知識(shí)

電主軸是數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域中出現(xiàn)的一種新技能，它融合了機(jī)床主軸和電機(jī)主軸，與直線電機(jī)技術(shù)、高速切削刀具技術(shù)相結(jié)合，使高速加工進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。電氣主軸包括電氣主軸及其附件，其中包括電氣主軸，高頻變頻裝置，油霧化器，冷卻裝置，內(nèi)置編碼器，換刀裝置等。電機(jī)轉(zhuǎn)子直接作為機(jī)床主軸，主軸單元的外殼即為電機(jī)機(jī)座，并配合其它部件完成電機(jī)和機(jī)床主軸的集成。

隨著電傳動(dòng)技術(shù)(變頻調(diào)速技術(shù)，電機(jī)矢量操縱技術(shù)等)的迅速發(fā)展和不斷完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已經(jīng)大大簡(jiǎn)化，基本取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。通過(guò)采用內(nèi)裝式電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床主軸，使機(jī)床主傳動(dòng)鏈長(zhǎng)縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床零傳動(dòng)。這一“主軸單元”主軸電機(jī)與機(jī)床主軸"合二為一"的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方法，使得機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，也稱(chēng)為“電主軸”(ElectricSpindle,MotorSpindle)。因?yàn)楫?dāng)時(shí)電機(jī)主軸主要選用交流高頻電機(jī)，所以又稱(chēng)“高頻主軸”(HighFrequencySpindle)。因?yàn)椴淮嬖谥虚g傳動(dòng)環(huán)節(jié)，所以有時(shí)被稱(chēng)為“直接傳動(dòng)的主軸”(DirectDriveSpindle)。

電軸的結(jié)構(gòu)。

電氣主軸由無(wú)殼電機(jī)、主軸、軸承、電氣主軸殼、傳動(dòng)模塊及冷卻裝置等組成。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子選擇壓配方式與主軸成一體，主軸由前后軸承支撐。通過(guò)冷卻套將電機(jī)定子固定在主軸單元的外殼內(nèi)。其變速控制由主軸傳動(dòng)模塊控制，主軸單元內(nèi)的溫升受冷卻裝置的限制。軸尾安裝有速度測(cè)量、角度位移測(cè)量傳感器，設(shè)備刀具采用前端內(nèi)錐孔和端面。

電軸冷卻法

電軸是由電機(jī)組成的一個(gè)整體，其運(yùn)行速度很高，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，造成電主軸的溫度升高，使電主軸的熱狀態(tài)和動(dòng)態(tài)特性變差，從而影響電主軸的正常工作。所以，一定要采用一定的方法來(lái)操縱電軸的溫度，使它恒定在所需值之內(nèi)。機(jī)械設(shè)備通常采用強(qiáng)制循環(huán)油冷卻的方法來(lái)冷卻電主軸的定子和主軸軸承，即將經(jīng)過(guò)油冷而設(shè)備冷卻的油強(qiáng)制循環(huán)到主軸的定子外部和主軸軸承外部，帶走主軸高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量。此外，機(jī)床為降低主軸軸承發(fā)熱，還必須使主軸軸承合理光滑。

電氣主軸傳動(dòng)

電氣主軸電動(dòng)機(jī)均選用交流異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，所以用在高速加工機(jī)床上，發(fā)動(dòng)時(shí)要從靜止到快速升降，每分鐘數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)甚至數(shù)十萬(wàn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩較大，因此啟動(dòng)電流要超過(guò)普通電機(jī)的額定電流5~7倍。它的驅(qū)動(dòng)方式有變頻器驅(qū)動(dòng)和矢量操縱驅(qū)動(dòng)兩種。變換器的驅(qū)動(dòng)操作特性是恒扭矩驅(qū)動(dòng)，其輸出功率正比于扭矩。機(jī)器最新變頻器選用先進(jìn)的晶體管技術(shù)，能完成主軸的無(wú)級(jí)變速。機(jī)械矢量操縱驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)操縱是以恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)為低速，以恒功率為中速和高速。