电主轴由无外壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置等组成。电机的转子采用压配方法与主轴做成一体,主轴则由前后轴承支承。电机的定子通过冷却套安装于主轴单元的壳体中。主轴的变速由主轴驱动模块控制,而主轴单元内的温升由冷却装置限制。高刚性,比异步电机高3倍的锁轴力度,在车铣复合车床中较为突出,C轴铣销效果更为明显。在主轴的后端装有测速、测角位移传感器,前端的内锥孔和端面用于安装刀具。
目前大多数电主轴结构都是把加工主轴与电机转轴做成一体,以实 现零传动。同时电机外壳带有冷却系统,高速电主轴主要有带冷却系统的壳体,定子、转子、轴承等部分组成,工作时通过改变电流的频率 来实现增减速度。高速电主轴的支撑部件是高速精密轴承。因为电主轴的高转速取决于轴承的功能、大小、布置和润滑方法,所以这种轴承必须具 有高速性能好、动负荷承载能力高、润滑性能好、发热量小等优点。电主轴具有很高的刚度和阻尼,能大幅度提高加工效率、加工质量、刀具寿命、降低加工成本,这种轴承寿命多半无限长。近年来,相继开发了动静陶瓷轴承、磁浮轴承。
普通变频为标量驱动和控制,其驱动控制特性为恒转矩驱动,输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想,在低速时控制性能不佳,输出功率不够稳定,也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单,一般用于磨床和普通的高速铣床等。
矢量控制技术模仿直流电动机的控制,以转子磁场定向,用矢量变换的方法来实现驱动和控制,具有良好的动态性能。矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值,加之电主轴本身结构简单,惯性很小,故启动加速度大,可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。这种驱动器又有开环和闭环两种,后者可以实现位置和速度的反馈,不仅具有更好的动态性能,还可以实现C轴功能;而前者动态性能稍差,也不具备C轴功能,但价格较为便宜。电主轴的冷却设备对于机床的高的效率的工作有着至关重要的作用,在***电主轴的时候也是一个不容忽视的部位。
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