高速電主軸在工作時(shí),內(nèi)裝電機(jī)和滾動(dòng)軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中將產(chǎn)生大量的熱,由于電主軸結(jié)構(gòu)緊湊、空隙較小、自發(fā)散熱效果較弱,如果熱量得不到及時(shí)的散發(fā),會(huì)導(dǎo)致電主軸內(nèi)部零件之間產(chǎn)生不同程度的熱膨脹,從而影響電主軸剛度和加工精度等性能參數(shù),更會(huì)嚴(yán)重影響主軸的使用壽命。下面介紹兩種高速電主軸常見(jiàn)的冷卻方式。
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),zui后把熱量帶入空氣中,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。
對(duì)電主軸進(jìn)行冷卻散熱很有必要,尤其是進(jìn)入高溫天氣內(nèi),如果大家在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電主軸出現(xiàn)過(guò)熱情況,這時(shí)就要考慮是不是要采取散熱措施了,不要讓電主軸過(guò)熱情況下運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)而影響使用壽命。
高速軸承技術(shù):電主軸通常采用復(fù)合陶瓷軸承,耐磨耐熱,壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍;有時(shí)也采用電磁懸浮軸承,或靜承,內(nèi)外圈不接觸,理論上壽命無(wú)限長(zhǎng)。
高速電機(jī)技術(shù):電主軸是電機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物,電機(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)高速電機(jī),其關(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)叫做定量閥的器件,地控制每次潤(rùn)滑油的注油量。
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。
內(nèi)置脈沖編碼器:為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀以及剛性攻絲,電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器,以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相位控制以及與進(jìn)給的配合。
自動(dòng)換刀裝置:為了適用于加工中心,電主軸配備了能進(jìn)行自動(dòng)換刀的裝置,包括碟形簧、拉刀油缸。