高速電主軸關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)

高速電主軸的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)什么是電主軸？電機(jī)內(nèi)裝式主軸的簡(jiǎn)稱

（high-speedmotorizedspindle）將主軸電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子直接裝入主軸組件內(nèi)部即將主軸與電動(dòng)機(jī)合二為一通過交流無級(jí)調(diào)速使主軸獲得所需的工作轉(zhuǎn)速和扭矩廣泛應(yīng)用于高速高精度機(jī)床加工決定高速高精度機(jī)床發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需皮帶、齒輪等中間傳動(dòng)，空間緊湊?，F(xiàn)代某些機(jī)床由于結(jié)構(gòu)空間限制，使用電主軸會(huì)方便得多。（2）采用變頻器控制使得主軸調(diào)速范圍增大，調(diào)速簡(jiǎn)單方便。（3）減少了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的能量損失和動(dòng)力傳遞不均，主軸振動(dòng)小、加工精度高、噪聲低、傳動(dòng)效率高，同時(shí)還能減少環(huán)境污染。（4）安裝方便，調(diào)試簡(jiǎn)單。電主軸的優(yōu)點(diǎn)電主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在高速主軸軸承的研制主軸電機(jī)及控制技術(shù)高速和高精度情況下的冷卻技術(shù)和振動(dòng)的抑制主軸零件與電機(jī)的裝配問題電主軸的關(guān)鍵技術(shù)高速高剛度設(shè)計(jì)非常高精度的主軸而言,很高的DmN值(指主軸軸承的平均直徑(mm)與主軸與的極限轉(zhuǎn)速(r/min)的乘積值),應(yīng)該滿足在要求的轉(zhuǎn)速下的DmN值。電主軸的最高轉(zhuǎn)速取決于軸承的大小布置和潤(rùn)

滑方法。高速主軸軸承高速性能好動(dòng)態(tài)負(fù)荷承載力高潤(rùn)滑性能好發(fā)熱量小高速主軸軸承高速主軸軸承常用軸承優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)滾動(dòng)軸承好的高速性能價(jià)格低巨大的離心力和陀螺力矩動(dòng)載荷超出切削負(fù)荷磁懸浮軸承綜合性能好控制較復(fù)雜技術(shù)不夠成熟混合陶瓷球軸承陶瓷球膨脹系小提高速度使用壽命降低了軸溫價(jià)格較高主軸電機(jī)設(shè)計(jì)決定了主軸的最大功率和力矩,以及電主軸的性能。永磁同步電動(dòng)機(jī)控制精度高，調(diào)速范圍廣結(jié)構(gòu)緊湊，適合高精度強(qiáng)力重載加工場(chǎng)合伺服控制多采用矢量控制算法,控制系統(tǒng)由電流內(nèi)環(huán)速度環(huán)和位置環(huán)組成，全數(shù)字處理器實(shí)現(xiàn)。主軸電機(jī)及控制技術(shù)大功率高轉(zhuǎn)速永磁主軸電機(jī)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大,特別是功率40kw,轉(zhuǎn)速10000r/min以上的永磁主軸電機(jī)及其控制技術(shù)的研究仍是我國(guó)目前電主軸研制的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。主軸電機(jī)及控制技術(shù)電主軸潤(rùn)滑及冷卻技術(shù)

溫升的影響（1）主軸、工件熱變形（2）導(dǎo)致永磁體的永久退磁,直接影響電機(jī)性能潤(rùn)滑系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)與潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)系密切,如果潤(rùn)滑系統(tǒng)性能優(yōu)越,則會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較少的熱量,也就減輕了冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。因此均勻有效的潤(rùn)滑及冷卻系統(tǒng)對(duì)高速電主軸系統(tǒng)的精度有決定作用

冷卻系統(tǒng)：針對(duì)定轉(zhuǎn)子和軸承的發(fā)熱電主軸潤(rùn)滑及冷卻技術(shù)電主軸潤(rùn)滑及冷卻技術(shù)潤(rùn)滑系統(tǒng)：國(guó)內(nèi)外高速電主軸潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng),一般均采用油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)動(dòng)平衡的穩(wěn)定性決定了機(jī)床的加工質(zhì)量和切削能力。振動(dòng)過大會(huì)出現(xiàn)劇烈的磨耗和破損,增加主軸承載的動(dòng)態(tài)負(fù)荷,降低壽命和精度。動(dòng)平衡問題,受迫力和自激振動(dòng)能力兩大因素，都應(yīng)具有良好的抵抗能力

電主軸動(dòng)平衡技術(shù)國(guó)內(nèi)高速電主軸技術(shù)發(fā)展60年代主要用于零件內(nèi)表面磨削,這種電主軸的功率低,剛度小,并且它采用無內(nèi)圈式向心推力球軸承,限制了高速電主軸的產(chǎn)業(yè)化80年代研制出系列高剛度高速電主軸,廣泛應(yīng)用于各種內(nèi)圓磨床和各個(gè)機(jī)械制造領(lǐng)域90年代由