電主軸高速旋轉(zhuǎn)散熱問(wèn)題引關(guān)注

 電主軸的軸承在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量而引起主軸溫度的升高，而安裝在電主軸端部的切削刀具在高速切削時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因此對(duì)于運(yùn)作過(guò)程中電主軸的散熱問(wèn)題引起廣泛關(guān)注，認(rèn)為必須在電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮散熱問(wèn)題新型永磁電主軸。

   電主軸電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中永磁電主軸，內(nèi)部產(chǎn)生功率損耗(包括機(jī)械損耗、電損耗等)，從而使電機(jī)發(fā)熱。由于電主軸電機(jī)裝在主軸單元?dú)んw內(nèi)，所以主軸電機(jī)不能直接采用風(fēng)扇散熱，自然散熱條件也比較差。調(diào)查結(jié)果表明，電動(dòng)機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的工作溫度達(dá)140～160℃，定子的溫度也在45～85℃。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量會(huì)直接傳遞給主軸，引起主軸熱變形而產(chǎn)生加工誤差永磁同步電主軸。

電主軸冷卻回路的目的是保持主軸溫度恒定，且其溫度與主軸轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，因而可以避免主軸前端伸長(zhǎng)并且保護(hù)主軸軸承，從而保證主軸的精度不受電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的影響；電動(dòng)機(jī)冷卻回路主要在于電機(jī)定子的冷卻，只要將定子的溫度控制在較低的范圍之內(nèi)，就能將電機(jī)的溫度加以控制。其冷卻方式是對(duì)電機(jī)定子采用外循環(huán)水式冷卻液實(shí)行強(qiáng)制冷卻，加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)對(duì)外部的散熱能力，使主軸部件的殼體保持室溫狀態(tài)；刀具冷卻是選用件永磁電主軸廠家，可以任意選用外部冷卻或者內(nèi)孔冷卻，或者內(nèi)外同時(shí)冷卻。采用通過(guò)刀具內(nèi)孔冷卻時(shí)，冷卻液在高壓下通過(guò)旋轉(zhuǎn)分配器中間的孔道，打開(kāi)單向閥，從刀柄(包括刀具)的中間孔中噴出。

高速電主軸根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同大致可以分為8大類(lèi)：磨削用、銑削用、車(chē)削用、拉碾用、鉆削用、加工中心用、機(jī)械主軸（不含內(nèi)置電機(jī)）皮帶傳動(dòng)主軸、特種旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)主軸等。一般用戶(hù)常用的有磨削用、銑削用、車(chē)削用、加工中心用、機(jī)械主軸（不含內(nèi)置電機(jī)）皮帶傳動(dòng)主軸幾類(lèi)。

   在選擇電主軸時(shí)，一定要關(guān)注你的應(yīng)用場(chǎng)合，不同的應(yīng)用場(chǎng)合的接口是不同的，另外一定要弄清楚你的功率要求，以及在此功率下對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，這一點(diǎn)很關(guān)鍵，因?yàn)橥瑯邮?kW，在1000轉(zhuǎn)和10000轉(zhuǎn)的要求下電主軸的外形尺寸是相差很多的，所以工況一定要準(zhǔn)確。另一個(gè)提醒，刀具的接口一定要明確，這也是有原則的，一般情況下BT50的接口轉(zhuǎn)速只能在8000RPM一下的電主軸中使用，BT40的接口可以在18000RPM下的電主軸中使用，如果要更高的轉(zhuǎn)速，刀具接口需要選擇相應(yīng)的HSK等高速刀具接口，數(shù)控銑削電主軸上配用的ER彈簧夾頭或者SD彈簧夾頭也是有一定的許用高轉(zhuǎn)速的。

高速電機(jī)技術(shù)：電主軸是電動(dòng)機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分，理論上可以把電主軸看作一臺(tái)高速電動(dòng)機(jī)。關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動(dòng)平衡；

潤(rùn)滑：電主軸的潤(rùn)滑一般采用定時(shí)定量油氣潤(rùn)滑；也可以采用脂潤(rùn)滑，但相應(yīng)的速度要打折扣。所謂定時(shí)，就是每隔一定的時(shí)間間隔注一次油。所謂定量，就是通過(guò)一個(gè)叫定量閥的器件，控制每次潤(rùn)滑油的油量。而油氣潤(rùn)滑，指的是潤(rùn)滑油在壓縮空氣的攜帶下，被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要，太少，起不到潤(rùn)滑作用；太多，在軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因油的阻力而發(fā)熱。

冷卻裝置：為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱，通常對(duì)電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑，冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。

組裝床頭箱：由于電主軸裝配后拆裝非常困難，為進(jìn)一步測(cè)試主軸預(yù)緊力是否合理，主軸前后軸承溫升是否過(guò)高，在不安裝轉(zhuǎn)子定子的情況下組裝床頭箱，進(jìn)行運(yùn)車(chē)試驗(yàn)。為防止泄漏，將前后水套安裝前后法蘭盤(pán)上，分別將前、后水套組件通入15bar壓力冷卻水，進(jìn)行2小時(shí)試漏。

主軸組件動(dòng)平衡：電主軸為高速主軸，主軸運(yùn)動(dòng)部分微小不平衡量，都會(huì)引起巨大的離心力，造成機(jī)床的振動(dòng)，影響件工精度和表面質(zhì)量，降低機(jī)床壽命，因此電主軸裝配時(shí)必須控制好主軸組件的不平衡量。

安裝定子：1MR310F-A12定子，是將冷卻套安裝一起供貨，冷卻套與箱體之間是間隙配合，為保證定子安裝時(shí)順利滑入箱體，且不漏水，加工時(shí)將必須嚴(yán)格控制冷卻套與箱體之間是間隙在0.02～0.04之間。