電主軸高速旋轉(zhuǎn)散熱問題引關(guān)注

 電主軸的軸承在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會產(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)也會產(chǎn)生大量的熱量，因此對于運(yùn)作過程中電主軸的散熱問題引起廣泛關(guān)注，認(rèn)為必須在電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮散熱問題。

   電主軸電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中加工永磁電主軸，內(nèi)部產(chǎn)生功率損耗(包括機(jī)械損耗、電損耗等)永磁電主軸，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，電動機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)子的工作溫度達(dá)140～160℃，定子的溫度也在45～85℃永磁同步電主軸。電動機(jī)產(chǎn)生的熱量會直接傳遞給主軸，引起主軸熱變形而產(chǎn)生加工誤差。

對主軸電機(jī)的要求主要為：

（1）足夠的輸出功率，數(shù)控機(jī)床的主軸負(fù)載性質(zhì)近似于'恒功率'，也就是當(dāng)機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速高時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩較小；主軸轉(zhuǎn)速低時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩大；即要求主軸驅(qū)動裝置要具有'恒功率'的性質(zhì)；

（2）調(diào)速范圍：為保證數(shù)控機(jī)床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì)；適應(yīng)于各種不同的加工工藝，要求主軸電機(jī)具有一定的調(diào)速范圍。但對主軸的要求比進(jìn)給低；

（3）速度精度：一般要求靜差度小于5％，更高的要求為小于1％；

（4）快速：主軸驅(qū)動裝置有時(shí)也用在定位功能上永磁電主軸廠家，這就要求它也具有一定的快速性。

電主軸具體是指一套組件，包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。電主軸技術(shù)水平的高低、性能的優(yōu)劣以及整體的社會配套水平，都直接決定和影響著數(shù)控機(jī)床整機(jī)的技術(shù)水平和性能，也制約著主機(jī)的發(fā)展速度。國際上、高速、高精度數(shù)控機(jī)床普遍采用電主軸單元。在多工件復(fù)合加工機(jī)床、多軸聯(lián)動多面體加工機(jī)床、并聯(lián)機(jī)床和柔性加工單元中，電主軸更有機(jī)械主軸的優(yōu)越性。

如何提高電主軸的國產(chǎn)化

由于電主軸的生產(chǎn)是一個(gè)跨行業(yè)的過程，需要多工種、多技術(shù)的配合，因此建立一個(gè)什么類型的企業(yè)才能滿足這些需要，是們探討的問題。

目前我國功能部件的生產(chǎn)廠家有4種類型：“院所型”，由研究所、大專院校以技術(shù)支撐發(fā)展而來的企業(yè)；“主廠型”，由主機(jī)廠逐步分離出來以生產(chǎn)某種功能部件為主發(fā)展起來的企業(yè)；“民企型”，在江浙一帶大量涌現(xiàn)的民營企業(yè)，以勞動密集型、單一品種為主；“外商合資或是獨(dú)資型”，生產(chǎn)部分較高水平的功能部件，但批量較小，沒有獨(dú)立的開發(fā)能力。

冷卻裝置。我們都知道在電主軸工作的時(shí)候，它的工作速度和旋轉(zhuǎn)速度是非常快的，這樣當(dāng)電主軸在高度運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，它表面的溫度就會大大的，因此為了確保電主軸能夠正常的工作并且避免因溫度過高而產(chǎn)生一定的損害，我們需要做到在電主軸工作的時(shí)候能夠有效的進(jìn)行散熱操作，這樣我們就可以在電主軸的外壁上接通一些可以進(jìn)行循環(huán)操作的冷卻劑，而冷卻裝置的作用就是保持這些冷卻劑的溫度時(shí)刻保持在很低的溫度狀態(tài)。

內(nèi)置的脈沖編碼器。一般來講，在建肯電主軸工作的時(shí)候，為了確?？梢詫?shí)現(xiàn)不需要任何外力的幫助就可以進(jìn)行自動的換刀操作或者是自動進(jìn)行一些剛性攻螺紋的生產(chǎn)，我們就需要在電主軸的內(nèi)部安裝一個(gè)內(nèi)置的脈沖編碼器，這樣在電主軸工作的時(shí)候，脈沖編碼器就可以非常準(zhǔn)確的控制器電主軸的相角并且實(shí)現(xiàn)進(jìn)給的有效配合。

電主軸的殼體中安裝有電動機(jī)的定子，電主軸實(shí)施封閉設(shè)計(jì)，當(dāng)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)候，由于缺乏散熱條件，就會出現(xiàn)殼體中過熱的問題。電主軸的內(nèi)部安裝有兩個(gè)熱源：個(gè)熱源是電動機(jī)運(yùn)行中會由于損耗而發(fā)熱；第二個(gè)熱源是由于軸承運(yùn)行中產(chǎn)生摩擦而發(fā)熱。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行的過程中有熱量產(chǎn)生，主要發(fā)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(dǎo)致軸承快速升溫，其壽命必然受到影響，轉(zhuǎn)軸的制造精度受到熱伸長的影響，主軸系統(tǒng)運(yùn)行的性無法保證。冷卻電主軸的方法是將循環(huán)冷卻水套安裝在定子與殼體連接的位置，同潤滑軸承，使發(fā)熱量減少，采用合理的潤滑方式除了發(fā)揮潤滑作用，而且還可以起到冷卻的效果。