安陽(yáng)市新程軸業(yè)機(jī)械有限公司

隨著電氣傳動(dòng)技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動(dòng)機(jī)矢量控制技術(shù)等）的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡(jiǎn)化雙頭永磁電主軸，基本上取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)永磁電主軸。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。，這種“主軸單元”主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來(lái)，又稱(chēng)“電主軸”。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動(dòng)機(jī)，故也稱(chēng)為“高頻主軸”。由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，有時(shí)又稱(chēng)它為“直接傳動(dòng)主軸。

電主軸所交融的技能：

高速軸承技能：電主軸一般選用復(fù)合陶瓷軸承，耐磨耐熱永磁同步電主軸，壽數(shù)是傳統(tǒng)軸承的幾倍；有時(shí)也選用電磁懸浮軸承或靜圧軸承，內(nèi)外圈不接觸，理論上壽數(shù)無(wú)次數(shù)；

高速電機(jī)技能：電主軸是電動(dòng)機(jī)與主軸交融在一起的產(chǎn)品，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分，理論上能夠把電主軸看作一臺(tái)高速電動(dòng)機(jī)。關(guān)鍵技能是高速度下的動(dòng)平衡；

電主軸有哪些特點(diǎn)？

1、熱穩(wěn)定性。如果電主軸的熱穩(wěn)定性不夠，在高熱的情況下會(huì)出現(xiàn)形變。

2、高回轉(zhuǎn)精度。車(chē)削用電主軸必須具備很高的度永磁電主軸廠(chǎng)家，不然會(huì)影響加工的速度，提高了企業(yè)的投資成本。因此，為了使電主軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)獲得較高的回轉(zhuǎn)精度，除了要保證其關(guān)鍵零件必須進(jìn)行精加工和超精加工外，還要選用尺寸和精度等級(jí)合適的軸承，并采用合理的裝配方案。

3、高剛度。超高的剛度能夠避免電主軸被損壞。除此之外，電主軸的抗震性能也是非常重要的，不然在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)崩刃打刀的現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)候會(huì)導(dǎo)致電主軸損壞。

高速電主軸的兩種冷卻方式

  對(duì)于電主軸的整體冷卻，通常有液體冷卻和空氣強(qiáng)制冷卻兩種方式。

   (1)液體冷卻是指在電主軸的內(nèi)部設(shè)計(jì)冷卻水循環(huán)，在外部配備相應(yīng)的冷卻機(jī),使冷卻液體在主軸內(nèi)部循環(huán)帶走內(nèi)部熱量。這種冷卻方式的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠,冷卻效果較為明顯，缺點(diǎn)是對(duì)主軸軸芯的冷卻效果比較差,冷卻機(jī)的成本比較高。

   (2)空氣強(qiáng)制冷卻是指在電主軸的殼體與電機(jī)定子之間設(shè)計(jì)一個(gè)強(qiáng)制對(duì)流的通道,電機(jī)的發(fā)熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)進(jìn)入到強(qiáng)制對(duì)流區(qū),把熱量帶入空氣中,實(shí)現(xiàn)電主軸的恒溫工作。空氣強(qiáng)制冷卻具有無(wú)污染的特點(diǎn)。如果使用靜壓氣體軸承，可以利用靜壓氣體軸承的氣體在主軸內(nèi)部循環(huán)帶走一部分電機(jī)的熱量。

1、齒輪傳動(dòng)主軸：其轉(zhuǎn)速一般在6000r/min，電主軸剛性好、比較適合重切削的場(chǎng)合，其主軸一般配備到多頭的機(jī)床上；

2、皮帶傳動(dòng)主軸：其轉(zhuǎn)速在8000r/min，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)容易、緩沖能力強(qiáng)、在主軸過(guò)載情況下打滑有效保護(hù)主軸；

3、直結(jié)式主軸：其主軸與電機(jī)通過(guò)軸聯(lián)器連接驅(qū)動(dòng)，扭曲大、能耗小、其轉(zhuǎn)速在12000r/min以上，此類(lèi)主軸一般使用在高速加工中心上；

4、電主軸：主軸與電機(jī)融為一體，其電機(jī)就是主軸，主軸就是電機(jī)，也可以這樣說(shuō)主軸與電機(jī)合二為一了，此主軸的傳動(dòng)鏈幾乎為零，其主軸的轉(zhuǎn)速在18000-40000r/min之間，還有更高轉(zhuǎn)速的電主軸，比如國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的電主軸軸承采用了磁浮軸承和靜承，其轉(zhuǎn)速可達(dá)到100000r/min，此類(lèi)主軸一般應(yīng)用在高速加工中心上。

面對(duì)如此之大的電主軸需求市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)的電主軸生產(chǎn)卻沒(méi)有跟上去，這并不是因?yàn)槲覈?guó)電主軸的研發(fā)動(dòng)作遲緩。其實(shí)早在20世紀(jì)50年代，我國(guó)的軸承行業(yè)就已經(jīng)開(kāi)始研究生產(chǎn)電主軸。目前國(guó)內(nèi)電主軸的生產(chǎn)以洛陽(yáng)軸承研究所為，它生產(chǎn)的內(nèi)孔磨削用電主軸已有40多年的歷史。近年來(lái)，它開(kāi)發(fā)的加工中心、高速銑床和車(chē)床用電主軸，已與國(guó)產(chǎn)高速機(jī)床和國(guó)產(chǎn)并聯(lián)機(jī)床配套，投入使用。迄今已發(fā)展到15個(gè)系列，100多個(gè)品種，功率從0.2~75kW，高轉(zhuǎn)速達(dá)150000r/min。