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标题:高速电主轴几个问题---讨论 [打印本页]

作者:快乐航行 时间:2008-6-25 15:29
标题:高速电主轴几个问题---讨论
让我们为共同的兴趣和需求来讨论吧
1、电主轴的设计
2、电主轴原理
3、电主轴附件
4、电主轴维护维修
5、电主轴的发展

作者:快乐航行 时间:2008-6-25 15:39
标题:加工中心电主轴的原理、结构、应用
加工中心电主轴原理、结构、应用
电主轴是最近十年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它是高速数控机床的“核心”部件，它的性能直接决定了机床的高速加工性能。电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪音低、响应快等优点，可以减少齿轮传动，简化机床外形设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中一种理想结构。
1、电主轴的基本结构和工作原理
电主轴的工作不仅转速高，而且要求有很高的角减速度和角加速度、在指定位置快速准停，这就对其结构设计、制造和控制提出了非常严格的要求并带来了一系列技术难题，如电主轴的散热、润滑及精密控制等。在设计中，必须妥善的解决这些问题，才能确保主轴稳定可靠的高速运转，实现高效精密加工。
1.1电主轴的结构
电主轴由主轴及主轴箱本体、内置式的交流伺服电机、辅助装置、检测装置组成。电机的转子采用压配方法与主轴做成一体，主轴则由前后轴承支撑。转子定子通过冷却套安装于主轴单元的壳体中。主轴的变速由主轴驱动模块控制，而主轴单元内的温升由冷却装置控制。在主轴的后面装有测速、测角位移编码器，松刀油缸，旋转接头；前端的内锥孔和端面用于安装刀具，刀具夹爪；中间有刀具拉杆，刀具夹紧弹簧。
1.1.1电主轴的轴承及装配方式
（1）电主轴的轴承
高速电主轴的核心支撑部件是高速精密轴承。因为电主轴的最高转速取决于轴承的大小、布置和润滑方法，所以这种轴承必须具有高速性能好、动负荷承载能力高、润滑性能好、发热量小等优点。近年来，相继开发研制了陶瓷轴承、磁浮轴承、动静压轴承。
1.1.2定子与转子
高速电主轴的定子由具有高导磁率的优质矽钢片迭压而成。迭压成型的定子内腔带有冲制嵌线槽。转子是中频电机的旋转部分，它的功能是将定子的电磁场能量转换成机械能。转子由转子铁芯、鼠笼、转轴三部分组成。
1.2 工作原理
电主轴作为加工中心的核心部件 ,它将机床主轴与交流伺服电机轴合二为一 ,即将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件的内部 ,并经过精确的动平衡校正，具有良好的回转精度和稳定性，形成一个完美的高速主轴单元，也被称为内装式电主轴 (Built-inMotorSpindle) ,其间不再使用皮带齿轮传动副 ,从而实现机床主轴系统的“零传动”，通电后转子直接带动主轴运转。
2、主轴的冷却及轴承的润滑
2.1 冷却
内置电动机的发热和主轴轴承的发热是电主轴有两个主要的内部热源。如果不加以控制，由此引起的热变形会严重降低机床的加工精度和轴承使用寿命，从而导致电主轴的使用寿命缩短。
超高速主轴必须采用合理的、可控制的轴承精密润滑系统来控制轴承的温升 ,来保证机床工艺加工系统的精度和稳定性。高速电主轴的润滑主要指主轴轴承的润滑，一般以脂润滑、油雾润滑和油气润滑三种方式为主。
3、主轴的动平衡设计
在超高速主轴中 ,微小的不平衡量会产生巨大的振动 ,导致加工精度和表面质量下降 ,因此设计中必须严格遵循对称设计的原则 ,且主轴的每一个零件都必须经过十分精密的加工、装配、校正。由于电主轴的电机转子直接和主轴联结 ,增加了主轴的转动惯量 ,使主轴的极限转速下降 ,因此超高速电主轴的动平衡精度要求十分严格 ,一般应达到 G1～G0. 4级(G= eω,e 为质量中心与回转中心之间的位移 ,ω为角速度) 。这样高的要求 ,仅在装配前对主轴的每个零件分别进行动平衡是不够的 ,必须在装配后进行整体精确动平衡 ,甚至设计专门的自动平衡系统来实现主轴在线平衡 ,以确保主轴的高速平稳运行。
4、主轴附件设计
电主轴要获得好的性能和使用寿命，不仅对电主轴的轴承、伺服电机进行精心设计、制造、装配，而且，它所带附件设计要求也非常高。其附件不仅完美的实现电主轴的功能，而且要禁得起时间和速度的考验。为了适用于加工中心，电主轴为了完成ATC(刀具自动交换)的动作过程和刚性攻丝过程，必须内置主轴编码器；为了高速切削刀具进行冷却，选择使用带有陶瓷密封的旋转接头，为提供刀具内冷冷却液；电主轴还配备了自动松夹刀具装置、主轴气密封、松夹刀信号检测开关等。
5、电主轴的维护与应用
5.1电主轴的维护
由于电主轴是高速精密元件，定期维护是非常有必要的。在奇瑞发动机公司电主轴定期维护如下：
5.1.1电主轴的轴向跳动一般要求为0.002mm（2μm），每年检测2次.。
5.1.2电主轴内锥孔的径向跳动一般要求为0.002mm（2μm），每年检测2次。
5.1.3电主轴芯棒远端（250mm）径向跳动一般要求为：0.012mm（12μm），每年检测2次。
5.1.4蝶形弹簧的涨紧力要求为：16~27KN（以HSK63为例）每年检测2次。
5.1.5拉刀杆松刀时伸出的距离为：10.5±0.1mm（以HSK63为例）每年检测4次。
5.2电主轴的应用
电主轴作为高速数控机床最关键部件，其性能好坏在很大程度上决定了整台高速机床的加工精度和生产效率，因此各工业国家都十分关注高速电主轴的研究与发展，纷纷投入巨资，装备精良的加工和测试设备，建立恒温、洁净的装配环境，形成了不少电主轴的专业生产基地。我国电主轴的设计制造技术刚刚起步，目前尚未形成批量生产规模，电主轴的各项性能指标和国外尚有较大的差距。为了加快我国高速加工技术的发展与应用，加速数控机床产品的更新换代，建议进一步组织力量进行技术攻关，早日实现电主轴的专业化批量生产。

作者:一风 时间:2008-6-25 16:46
楼主讲的很全面,看来是行内人啊!

作者:一风 时间:2008-6-25 16:57
说一下主轴结构方面:密封性也很重要,由于高速电主轴轴承会因为有各种小颗粒的进入而影响到精度和寿命,这会大大影响电主轴的性能!
现在我们普遍用的是迷宫密封和气密封!

作者:快乐航行 时间:2008-6-25 19:59
标题:关于电主轴的密封
国外电主轴一般采用气密封
在机床加工时和停机半小时内，始终在吹压缩空气气，其中有两部分，其一、保持主轴内部与外部始终形成压力差，保证加工区域的乳化液和切屑不要进到主轴前端的轴承里面，起到保护主轴轴承作用；其二、把电主轴的定子和转子之间水雾吹走，使其空间始终保持干燥，起到保护电主轴的电机。

作者:快乐航行 时间:2008-6-26 17:26
标题:讨论电主轴
有哪位好友想了解电主轴，提出来，让我们一起讨论！达到共同进步！

作者:快乐航行 时间:2008-6-29 21:26
标题:电主轴主要故障
1、主轴无法松刀
2、主轴精度变差
3、主轴后部内冷旋转接头漏水
4、主轴撞击后的精度丧失或者抱死
5、主轴的扭矩打不到，老是报伺服故障
6、主轴检测刀具夹紧松开的信号开关坏了
7、主轴编码器坏了，老是报伺服故障
8、主轴的编码器电缆，电源电缆有问题
9、主轴自身温升太高
10、主轴漏油漏水
欢迎有共同爱好的朋友们过来讨论

作者:快乐航行 时间:2008-6-29 22:50

作者:围城太阳 时间:2008-7-5 21:21
我们去年购回水冷式电主轴(卧式、立式各一台)转速变频可调，功率6kw，使用期间，发现振动比原来大些，且内部有异常响声，由于是整体密封结构，加入润滑油要折开主轴，又没有结构图纸，厂家要求我们寄回维修，真的很忙烦。

作者:快乐航行 时间:2008-7-6 07:41
标题:的确麻烦
加润滑油不需要拆开主轴吧

作者:围城太阳 时间:2008-7-7 09:47
轴承内部加高速润滑脂，外部无法注入。整过装置密封，防治冷却水进入电机系统。

作者:房顶 时间:2008-7-7 11:33
脂润滑的是外部无法加注的
因为对脂的清洁和量要求比较高，外部无法控制

作者:快乐航行 时间:2008-7-8 20:35
标题:轴承
那是什么轴承啊
拆开后会损坏轴承的

作者:dongjing1983104 时间:2008-7-9 20:55
拆开后就要换新的轴承了。呵呵。所以通常是买新的。

作者:快乐航行 时间:2008-7-10 21:20
标题:精密轴承严格要求是不可以拆卸的，拆过就要换新的
精密轴承严格要求是不可以拆卸的，拆过就要换新的

作者:uvwx32 时间:2009-5-14 09:27
楼主是个行家呀，你说的很有见地。
在国内电主轴的密封是个难题，为什么呢？
因为好多机床用户特别是小型的，他们不配备气封设备，因此只能在迷宫密封方面做文章，而往往效果又不是很好，针对这部分用户，我们有什么好办法呢，怎么才能在不用气封的情况下绝对不进加工粉尘和切削液呢？现在好多用户都是用的所谓的“白油”做切削液的。

作者:房顶 时间:2009-5-14 10:45
楼主是个内行，可惜很久不来了
密封是个难题，气封是目前最好的方案

作者:电主轴 时间:2009-5-26 18:45
想了解主轴方面知识,不妨到这个网上看下:
http://www.dianzhuzhou.cn/zhishi1.htm

作者:xcyw2004 时间:2010-4-16 12:14
电主轴松拉刀故障的原因可能是其内部的自动换刀的拉刀机构有问题，世界最有名气用的最多的拉刀机构就是德国OTT的，如有需要请发邮件至我的邮箱： xcyw2004@163.com

作者:bobolzg 时间:2010-4-20 11:29

电主轴松拉刀故障的原因可能是其内部的自动换刀的拉刀机构有问题，世界最有名气用的最多的拉刀机构就是德国OTT的，如有需要请发邮件至我的邮箱： xcyw2004@163.com 8 Q% v% \- @( B/ B* y
xcyw2004 发表于 2010-4-16 12:14

这位兄弟讲的很有道理，电主轴松拉刀故障一般最多的情况是拉刀机构内的蝶形弹簧失效引起的，更换后，即可。

作者:小小修 时间:2010-5-8 22:09
此楼主好像是熟人啊！呵呵，报上名来！

作者:一米沙 时间:2010-5-25 22:59
蛮好的,我也需要这些关于电主轴方面的知识,受用了

作者:auh007 时间:2010-5-30 21:17
好东西啊啊啊啊啊啊~~~~~~~~~~~

作者:angelar 时间:2010-8-21 21:17
都是高手呀，我啥子都不懂的呢，

作者:angelar 时间:2010-8-21 21:51
恩，不错，很好，顶一个，楼主

作者:Candice 时间:2010-10-10 13:49
回复6#快乐航行

这是08年的帖子，现在还在做吗？？偶刚开始研究电主轴啊，很孤独哦~~

作者:terrysma 时间:2011-3-29 15:50
如果是油脂润滑的话，主轴是封闭的，更换润滑肯定需要打开电主轴。

作者:junty 时间:2011-10-14 22:51
很详细，学习了，多谢~~{:soso_e183:}

作者:laolanghit 时间:2011-11-6 22:35
楼主很专业，专业人士

作者:wangkai0804 时间:2011-11-23 13:42
有搞变频电机设计的吗，欲了解流程和注意事项。

作者:zhangxie5275 时间:2013-4-22 16:52
如果是轴承油脂问题，那么轴承肯定已经磨损，直接换轴承吧。

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