機(jī)床高速電主軸的原理與應(yīng)用

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1、維普資訊http://www.cqvip.com機(jī)床高速電主軸的原理與應(yīng)用)，．摘要本文升紹了r高速電主軸的工作原理和基本結(jié)構(gòu)．同時著重舟紹丁高速電主軸的軸承，最后分析丁高速電主軸的驅(qū)動和冷卻潤滑方式，綜述其應(yīng)用及發(fā)屜前景。關(guān)鍵詞主軸軸承～機(jī)床南壺宅主．機(jī)反申囝分類m～、＼q遞世寸、隨著新世紀(jì)的到來，現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)向過皮帶等中間環(huán)節(jié)．不僅會在高速狀態(tài)下打高精度、高速度、高效率的方向飛速發(fā)展，對加滑、產(chǎn)生振動和噪音，而且增加轉(zhuǎn)動慣量．給機(jī)工機(jī)床提出了更高要求。這就需要可以高速運(yùn)床快速準(zhǔn)停造成很大困難。目前，多數(shù)高速機(jī)轉(zhuǎn)的主軸部件系統(tǒng)——高速主軸單元。電主軸床主軸采用

2、內(nèi)裝式主軸電機(jī)一體化的主軸單具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、振動小、噪音元，即所謂內(nèi)裝式電機(jī)主軸(Build—I力M。tor低、響應(yīng)快等優(yōu)點．可以減少齒輪傳動，簡化機(jī)Spindle)，簡稱“電主軸”。它采用無外殼電機(jī)，床外形設(shè)計，易于實現(xiàn)主軸定位．是高速主軸將帶有冷卻套的電機(jī)定子裝配在主軸單元的單元中～種理想結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代的高速電主軸是～殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)子和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)部件做成一種功能型功能部件．它的種類多．應(yīng)用范圍日體，主軸的變速范圍完全由變頻交流電機(jī)控益廣泛。制．使變頻電機(jī)和機(jī)床主軸合二為一。對電主軸的要求，來自以下幾方面：1．高速電主軸結(jié)構(gòu)特點1)是當(dāng)前最盛行的工藝——

3、高速切削的高速電主軸要獲得好的動態(tài)性能和使用要求。壽命，必須對高速電主軸各個部分進(jìn)行精心設(shè)2)是競爭日益劇烈的機(jī)床市場的需求，這計和制造。高速電主軸基本結(jié)構(gòu)原理簡圖如圖要求電主軸的模塊化和結(jié)構(gòu)簡單化。1所示3)是加工復(fù)雜曲面的要求，這也要求有電主軸這樣結(jié)構(gòu)緊湊、占空間小的主軸部件。一、電主軸的基本結(jié)構(gòu)和工作原理高速主軸單元是高速加工機(jī)床最為關(guān)鍵的部件。高速主軸單元的類型主要有電主軸、氣動主軸、水動主軸。不同類型輸出功率相差較大．高速加工機(jī)床主軸需要在極短的時間內(nèi)實現(xiàn)升降速，并在指定位置快速準(zhǔn)停。這就需要主軸有很高的角減速度和角加速度。如果通田1高速電主軸結(jié)構(gòu)原理囤．

4、一2自然科學(xué)基盤項目(磨床與磨削)維普資訊http://www.cqvip.com(1)軸殼至今未能得到廣泛應(yīng)用。軸殼是高速電主軸的主要部件。軸殼的尺(4)定子與轉(zhuǎn)子寸精度和位置精度直接影響主軸的綜合精高速電主軸的定子由具有高導(dǎo)磁率的優(yōu)度。通常將軸承座孔直接設(shè)計在軸殼上。電主質(zhì)矽鋼片選壓而成。迭壓成型的定子內(nèi)腔帶有軸為加裝電機(jī)定子，必須開放一端。大型或特沖制嵌線槽。轉(zhuǎn)子是中頻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，它種電主軸，可將軸殼兩端均設(shè)計成開放型。高的功能是將定子的電磁場能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械速、大功率和超高速電主軸，其轉(zhuǎn)子直徑往往能。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、鼠蘢、轉(zhuǎn)軸三部分組成。大于軸承外徑，為控

5、制整機(jī)裝配精度，應(yīng)將后2．工作原理軸承安裝部分設(shè)計成無間隙配合。高速電主軸的繞組相位互差120，通以三(2)轉(zhuǎn)軸相交流電后，三相繞組各自形成一個正弦交變轉(zhuǎn)軸是高速電主軸的主要回轉(zhuǎn)體。它的制磁場，磁場轉(zhuǎn)速就是電主軸的同步轉(zhuǎn)速。異步造精度直接影響電主軸的最終精度。成品轉(zhuǎn)軸電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n由輸入電機(jī)定子繞組電的形位公差和尺寸精度要求很高，轉(zhuǎn)軸高速運(yùn)流的頻率f和電機(jī)定子的極對數(shù)P決定(n=轉(zhuǎn)時，由偏心質(zhì)量引起振動，嚴(yán)重影響其動態(tài)60f／p)。電主軸就是利用變換輸入電動機(jī)定子性能，必須對轉(zhuǎn)軸進(jìn)行嚴(yán)格動平衡測試。部分繞組的電流的頻率和激磁電壓來獲得各種轉(zhuǎn)安裝在轉(zhuǎn)軸上的零件也應(yīng)

6、隨轉(zhuǎn)軸一起進(jìn)行動速。在加速和制動過程中，通過改變頻率進(jìn)行平衡測試。加減速，以免電機(jī)溫升過高。由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁(3)軸承場的方向取決于輸入定子三相交流電的相序，高速電主軸的核心支承部件是高速精密故改變電主軸輸入電流的相序，便可改變電主軸承。固電主軸的最高轉(zhuǎn)速取決于軸承的功軸的旋轉(zhuǎn)方向。能、大小、布置和潤滑方法，所以這種軸承必須二、高速電主軸的驅(qū)動具有高速性能好、動負(fù)荷承載能力高、潤滑性高速電主軸由靜止升速至每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)能好、發(fā)熱量小等優(yōu)點。近年來，相繼開發(fā)了動乃至數(shù)十萬轉(zhuǎn)是相當(dāng)困難的。電主軸為保證正靜壓軸承、陶瓷軸承和磁浮軸承。常工作，必須施加一定量的預(yù)負(fù)荷，這又增加動

7、靜壓軸承具有很高的剮度和阻尼，能大了電主軸的阻力矩。為使電主軸能順利地完成幅度提高加工效率、加工質(zhì)量、延長刀具壽命，啟動過程，應(yīng)選取較大的啟動轉(zhuǎn)矩，故高速電降低加工成本；而且這種壽命為半無限長。美主軸的啟動電流要超出普通電機(jī)的額定電流國Ingersoll公司在其生產(chǎn)的主軸單元中極為5-7倍。靜止變頻電源是利用交流變頻調(diào)速推崇其擁有專利的動靜壓軸承。技術(shù)。變頻器將工頻交流電轉(zhuǎn)換為所需頻率交混合陶瓷球軸承目前在高速主軸單元中流電。變頻器工作原理是建立在磁場矢量控制應(yīng)用較多．這種軸承滾動體使用熱壓sbN4陶理論基礎(chǔ)上的。目前采用大功率晶體管靜止變瓷球，軸承套圈仍為鋼圈