高速电主轴课件

1、电主轴基本知识目录电主轴概述国内外技术现状电主轴的关键技术电主轴性能分析应用及发展趋势电主轴概述定义 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独立出来的电主轴单元，俗称为“电主轴”。电主轴1.前轴承 2.定子 3.冷却水套 4.壳体 5.出水管 6.进气管7.主轴 8.转子 9.进水管 10.后轴承结构原理图基本参数电主轴的型号（套筒直径、最高转速、输出功率等）转速n(p为驱动电动机的极对数2、4、6、8等)输出功率P输出转矩M(最大转矩、额定转矩)D

2、mn值（反应电动机功率和转速）刚度和精度恒转矩调速 主轴在一定转速范围内改变转速时，输出转矩不变的调速方式。 一般的磨削用电主轴及小型铣削用电主轴都为恒转矩电主轴。恒功率调速 在一定转速范围内改变转速时，输出功率可保持不变的调速方式。 一般在起步及低速段采用恒转矩调速，而高速段采用恒功率调速，保证低速时有较大的输出转矩，满足低速大进给的切削要求。电主轴的优点 (1) 电主轴由内装式电动机直接驱动，省去了皮带、齿轮联轴节等中间变速和传动装置，具有结构简单紧凑、效率高、噪声低、振动小和精度高等特点。（2）利用交流变频技术，电主轴可以在额定转速范围内实现无级变速。（3）电主轴更易于实现高速化，其动态

3、精度和稳定性更好。（4）由于没有中间传动环节，电主轴工作时运行更加平稳，其精度寿命更长。（5）实现电机和主轴的一体化、单元化，促进了机床模块化和其他技术的发展。我国数控机床用电主轴单元技术与国际水平的低速大转矩方面：电主轴的低速大转矩方面高速方面电主轴的轴承润滑方面电主轴的支承方面其他与电主轴相关的配套技术方面。如主轴电动机矢量控制和交流伺服控制技术、精确定向（准停）技术、快速启动和停止技术等，国内仍然不够成熟。电主轴关键技术高速精密轴承技术主要支承类型滚动轴承动静压轴承磁悬浮轴承（）氮化硅陶瓷球轴承 具有转速高、温升低、等优良特性，可弥补钢制球轴承的不足，显著提高电主轴的转速、刚度和寿命。动

4、静压轴承动静压轴承的优点：（）综合了动压轴承和静压轴承优点的新型多油楔油膜轴承；（）避免了静压轴承高速下发热严重和供油系统庞大复杂的缺点；（）克服了动压轴承启动和停止时可能发生的干摩擦的弱点；（）高速性能好、调速范围广；动静压轴承待解决的问题：高速化（）动静压轴承层流、紊流流体惯性的计算算法的研究。（）动静压轴承油腔结构的研究。（）轴承温升及热变形控制技术的研究。（）润滑介质的研究。磁悬浮轴承（1）机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等；（2）可控轴承，转子位置能够自律，主轴刚度和阻尼可调；（3）价格昂贵，控制系统复杂，发热问题不易解决；磁悬浮轴承原理图热态性能和动态性能的设

5、定电主轴的润滑润滑的主要类型脂润滑油雾润滑油气润滑一次性永久润滑具有润滑和冷却双重作用精确润滑、润滑油利用率高、轴承发热量小、无环境污染.供气阀，.压力气开关，.压力开关，.油泵电动机，控制器，.油气输出，.分配阀，.油过滤器，.泵，.空气过滤器油气润滑装置简图电主轴的冷却 冷却系统：针对定转子和轴承的发热电主轴两个主要的内部热源：内装式电动机的损耗发热、轴承摩擦发热温升的影响（1）主轴、工件热变形；（2）导致永磁体的永久退磁, 直接影响电机性能；电主轴的动平衡技术动平衡的稳定性决定了机床的加工质量和切削能力。振动过大会出现剧烈的磨耗和破损, 增加主轴承载的动态负荷, 降低寿命和精度。动平衡问题, 受迫力和自激振动能力两大因素，都应具有良好的抵抗能力。电主轴单元的精密加工及热处理保证电主轴在高速运转时的回转精度和刚度。电主轴的精密装配主轴与电动机转子、主轴与前后轴承、主轴与轴承隔圈和定位过盈套、主轴与刀具、轴系与轴承座、轴承座与壳体之间。电主轴的防尘与密封防止在电主轴高速运转条件下，微尘进入主轴轴承，引起主轴振动，甚至使主轴轴承咬死。应用及发展趋势主要应用于高速精密加工系统的集成：开放式数控系统概况，基