电主轴内部各系统简介

1、 多元轴系技术实验室 张国烨 2015/11/30 电主轴简介 Start 目 录 电主轴 驱动系统 3 4 5 6 支承系统 润滑系统 冷却系统 1电主轴种类 换刀机构 Start 序 言 电主轴简介 机床主轴根据驱动方式分为机械主轴和电主轴。机械主轴 是外置的电动机通过皮带或联轴器驱动主轴旋转；电主轴是由 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”，由于没有中间传动环节，有时又称它为 “直接传动主轴”。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，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构

2、。 LOGO 电主轴分类 第一章 一般来说，不同的依据，就有 不同的分类方法。比如说，根据轴 承类型，可分为滚动轴承电主轴 （角接触球轴承电主轴）、液体轴 承电主轴（动静压电主轴）、气体 轴承电主轴和磁悬浮轴承电主轴； 根据电机类型，可分为异步型电主 轴和永磁同步型电主轴。 按照应用来进行分类，这种分 类方法也是现在很多厂家正在生产 和使用的一种方法，主要分为磨削 用电主轴、钻铣用电主轴、车削用 电主轴、加工中心用电主轴、木工 用电主轴、特殊加工电主轴和试验 机用电主轴等等。 LOGO 电主轴分类 第二章 换刀机构 LOGO 电主轴分类 第二章 碟簧 （1）叠合（并联）方式 碟簧之间以头尾相接

3、穿在轴上的连接方式。 其效果是弹力是一个碟簧的n倍，行程为单个 碟簧的行程。如：四片平行叠法，行程为1片， 弹力为4倍。 （2）对合（串联）方式 碟簧之间头对头背对背式连接穿在轴上的连 接方式。其效果是弹力是单个碟簧的弹力， 行程为一个弹簧的n倍。如：四片串联叠法， 行程为4片，弹力为1倍。 （3）混合方式 将上面两种方式混合使用，如：二片平行三 次串联叠法，行程为2片，弹力为4倍， LOGO 驱动系统 第三章 变频器 变频器是应用变频技术与微 电子技术，通过改变电机工作电 源频率方式来控制交流电动机的 电力控制设备。变频器主要由整 流（交流变直流）、滤波、逆变 （直流变交流）、制动单元、驱

4、动单元、检测单元微处理单元等 组成。变频器靠内部IGBT的开断 来调整输出电源的电压和频率， 根据电机的实际需要来提供其所 需要的电源电压，进而达到节能、 调速的目的。 另外，变频器还有很多的保 护功能，如过流、过压、过载保 护等等。 LOGO 驱动系统 第三章 电机 目前最常见的是三相异步交流电动机，电主轴电机主要由两大部分组成。一 是固定不动的部分（简称定子），二是可以自由旋转的部分（简称转子）。 1-主轴；2-轴承；3-前大盖；4-壳体； 5-平衡环；6-定子；7-转子；8-后盖 LOGO 驱动系统 第三章 定子铁心 定子铁心是三相异步电动机磁路 的一部分。其槽中嵌放定子绕组。 由于旋转

5、磁场相对于定子铁心以 同步转速旋转，所以铁心中的磁通 是交变的，为减小由于旋转磁场在 定子铁心中引起的涡流和磁滞损耗， 定子铁心通常采用导磁性能较好的 厚度为0.350.5mm表面涂有绝缘漆 的硅钢片叠装而成。为了嵌放定子 绕组，硅钢片的内圆表面冲有均匀 分布的槽。 定子铁心槽形通常有三种，即半 闭口槽、半开口槽和开口槽。 （a）半闭口槽（b）半开口槽（c）开口槽 LOGO 驱动系统 第三章 定子绕组 定子绕组 定子铁心 定子绕组是异布电动机定子部分的电路，作用是通入 三相交流电后，产生旋转磁场。它主要由定子铁心、定子 绕组组成，鼠笼型和绕线型异步电动机的定子结构是完全 一样的，定子绕组分单层

6、绕组和双层绕组。 电机的启动性能会好一些，功率因数可以提高一些 LOGO 支撑系统 第四章 支承系统总装图 定子 转子 前轴承后轴承 转轴 LOGO 支撑系统 第四章 轴承种类 转度高，精确度高； 无摩擦力；无磨损；不需 要润滑油；有卓越的速度 控制性能；无噪音；但是 负荷能力低。 转速高，机械磨损小、 能耗低、噪声小、寿命长、 无需润滑、无油污染等， 特别适用于高速、真空、 超净等特殊环境中，但造 价昂贵，且技术不是十分 成熟。 回转精度高，摩擦小， 转速高，承受载荷大，但 是对环境污染大。 成本低，极限转速高， 能够同时承载轴向力和径向 力。角接触球轴承的接触角 有15、25、40、 60

7、几种，随着接触角的增 大，轴承的轴向刚度也增大， 但径向刚度却会减小，大接 触角是不利于高速旋转的。 因此机床主轴轴承多用15 和25两种。 LOGO 支撑系统 第四章 角接触球轴承配置方式 DBDF DT TBT TFTTTQBC QFCQBT QFTQT LOGO 支撑系统 第四章 角接触球轴承配置方式 LOGO 支撑系统 第四章 角接触球轴承配置方式 LOGO 润滑系统 第五章 脂润滑 油雾润滑 油气润滑 定义定义 定义 定义 油雾润滑技术是利用压缩风的能量，将液态的润滑油雾化成 1um-3um的小颗粒，悬浮在压缩风中形成一种混合体，在自身的压 力能下，经过传输管线，输送到轴承部位，以达到较好润滑效果的 润滑方式。 单相流体油和单相气体压缩空气混合后就形成了两相油气混合 流，在压缩空气的带动下，润滑油在管道内形成螺旋状连续油膜， 最后以精细的连续油滴的方式