电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术,它与直线电机技术、高速刀具技术一起,把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件,它包括电主轴本身及其附件:电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴,主轴单元的壳体就是电动机机座,并且配合其他零部件,实现电动机与机床主轴的一体化。随着电气传动技术(变频调速技术、电动机矢量控制技术等)的迅速发展和日趋完善,高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化,基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式,使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对***出来,因此可做成“主轴单元”,俗称“电主轴”(ElectricSpindle,Motor Spindle)。检查方法:另主轴转速指令信号为零,调整零速平衡电位计或漂移补偿量参数值,观察是否因系统参数变化引起故障。由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机,故也称为“高频主轴”(High Frequen***dle)。由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接传动主轴”(Direct Drive Spindle)。
高速电主轴是高速机床的核心部件,电主轴单元各零件的精度通常为μm级,如跳动一般为1~3μm,主轴刚度一般为100-300N/μm,因此,电主轴各零件自身的精度误差和变形量很小。然而,高速运转时,轴承发热量很大,导致轴承温升很高,并引起热变形。热变形引起的误差远大于精度误差和变形量。电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点,而且转速高、功率大,简化机床设计,易于实现主轴***,是高速主轴单元中的一种理想结构。而且,热变形直接改变了轴承的预紧状况,影响轴承的刚度特性和电主轴的加工精度,严重时,甚至导致轴承的热咬合,使电主轴毁坏。
高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化,基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式,使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对***出来,因此可做成“主轴单元”,俗称“电主轴”。由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机,故也称为“高频主轴”。由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接传动主轴”。对于高速机床来说,电主轴作为其核心部件,除需提高合理的刚度、精度外,另外需考虑电动机和主轴轴承的发热及动平衡精度,原有机床主轴的设计理论已经不适合高速主轴系统的设计,由此引起了高速主轴系统设计理念和理论的变化。电主轴的高转速高达60000~180000r/min,旋转部分的任何微小不平衡量都可能引起巨大的离心力,造成机床的振动,从而影响零件的加工质量。
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