安陽市新程軸業(yè)機(jī)械有限公司

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也會產(chǎn)生大量的熱量，因此對于運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)計時考慮散熱問題。

   電主軸電機(jī)在高速運轉(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)裝在主軸單元殼體內(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，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，輸出轉(zhuǎn)矩較??；主軸轉(zhuǎn)速低時，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；“外商合資或是獨資型”，生產(chǎn)部分較高水平的功能部件，但批量較小，沒有獨立的開發(fā)能力。

冷卻裝置。我們都知道在電主軸工作的時候，它的工作速度和旋轉(zhuǎn)速度是非?？斓?，這樣當(dāng)電主軸在高度運轉(zhuǎn)的時候，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候，為了確保可以實現(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)部安裝一個內(nèi)置的脈沖編碼器，這樣在電主軸工作的時候，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，電主軸實施封閉設(shè)計，當(dāng)處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)的時候，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)部安裝有兩個熱源：個熱源是電動機(jī)運行中會由于損耗而發(fā)熱；第二個熱源是由于軸承運行中產(chǎn)生摩擦而發(fā)熱。當(dāng)電機(jī)運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。