安陽市新程軸業機械有限公司

我國電主軸的設計制造技術剛剛起步，尚未形成批量生產規模，電主軸的各項性能指標和國外尚有較大的差距。為了加快我國高速加工技術的發展與應用，加速數控機床產品的更新換代，建議進一步組織力量進行技術攻關，早日實現電主軸的化批量生產。電主軸的工作不僅轉速高雙頭永磁電主軸，而且要求有很高的角減速度和角加速度、在位置快速準停永磁電主軸，這就對其結構設計、制造和控制提出了非常嚴格的要求并帶來了一系列技術難題，如電主軸的散熱、潤滑及精密控制等。

電主軸三種控制方式的對比分析

 普通變頻為標量驅動和控制，其驅動控制特性為恒轉矩驅動，輸出功率和轉速成正比。普通變頻控制的動態性能不夠理想，在低速時控制性能不佳，輸出功率不夠穩定，也不具備C軸功能。但價格便宜、結構簡單，一般用于磨床和普通的高速銑床等永磁同步電主軸。

   矢量控制技術模仿直流電動機的控制，以轉子磁場定向，用矢量變換的方法來實現驅動和控制，具有良好的動態性能。矢量控制驅動器在剛啟動時具有很大的轉矩值，加之電主軸本身結構簡單，慣性很小永磁電主軸廠家，故啟動加速度大，可以實現啟動后瞬時達到允許極限速度。這種驅動器又有開環和閉環兩種，后者可以實現位置和速度的反饋，不僅具有更好的動態性能，還可以實現C軸功能；而前者動態性能稍差，也不具備C軸功能，但價格較為便宜。

   直接轉矩控制是繼矢量控制技術之后發展起來的又一種新型的交流調速技術，其控制思想新穎，系統結構簡潔明了，更適合于高速電主軸的驅動，更能滿足高速電主軸高轉速、寬調速范圍、高速瞬間準停的動態特性和靜態特性的要求，已成為交流傳動領域的一個熱點技術。

   通過對比可以看出，直接轉矩控制這一控制方式更適合電主軸的驅動，設計的電主軸直接轉矩控制系統具有良好的動靜態特性，將直接轉矩控制方法應用于電主軸驅動控制系統是可行的，較適應高速數控機床驅動控制系統的快速響應要求。

電主軸的油氣光滑設備就是使油跟從氣體的活動而往前運動。氣體在運動過程中，會帶動附著在管壁上面的少數油滴進入到兩頭的傳動軸承，噴灑到沖突面上的是帶有油滴的油氣混合體。

這種光滑設備不只經濟、環保、快速、，更重要的是油滴適中，不會造成因油量過多軸承無法散熱，也不會造成因油量過多，軸承在高速旋轉過程中發生背壓，避免了電主軸負載添加，更不會發生竄動現象。

自動換刀裝置。為了使電主軸廣泛的應用于各個加工中心，那么我們就需要在電主軸上面安裝一個自動換刀裝置，如一些蝶形簧或者是拉刀油缸等。 高度刀具的裝卡方式。如果應用在電主軸上面的刀具的類型是我們熟知的BT刀具的話，那么它就不可以實現一些速度非常快的工作需求，因此我們需要使用一些HSK、SKI等高速刀具。

高頻變頻裝置。要實現電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉的轉速，必須用一高頻變頻裝置來驅動電主軸的內置高速電動機，變頻器的輸出頻率必須達到上千或幾千赫茲。

快速主軸是高速鉆削數控車床的關鍵部件，伴隨著對主軸轉速比規定的不斷提升，傳統式的傳動齒輪——傳動帶調速傳動裝置因為自身的震動、噪聲等緣故已不可以滿足規定，取代它的的是一種新奇的功能性構件——電主軸，它將主軸電動機與數控車床主軸合二為一，完成了主軸電動機與數控車床主軸的一體化。電主軸選用了光電感應器來操縱溫度，內置水冷散熱或油冷循環，使主軸在高速運轉時維持控溫，一般可調節在20°~25°區域內某一設置溫度，精密度為±0.7°，與此同時應用焊接潤化、混和陶瓷軸承等新技術應用，使主軸免維護保養、壽命長、高精密。 

電主軸的殼體中安裝有電動機的定子，電主軸實施封閉設計，當處于高速運轉狀態的時候，由于缺乏散熱條件，就會出現殼體中過熱的問題。電主軸的內部安裝有兩個熱源：個熱源是電動機運行中會由于損耗而發熱；第二個熱源是由于軸承運行中產生摩擦而發熱。當電機運行的過程中有熱量產生，主要發揮散熱作用的是主軸殼體，而且部分熱量通過主軸向軸承傳輸，導致軸承快速升溫，其壽命必然受到影響，轉軸的制造精度受到熱伸長的影響，主軸系統運行的性無法保證。冷卻電主軸的方法是將循環冷卻水套安裝在定子與殼體連接的位置，同潤滑軸承，使發熱量減少，采用合理的潤滑方式除了發揮潤滑作用，而且還可以起到冷卻的效果。