电主轴知识

电主轴是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能，电主轴它与直线电机技能、高速刀具技能一同，把高速加工面向一个新时代。电主轴包括电主轴自身及其附件，包括电主轴、高频变频设备、油雾光滑器、冷却设备、内置编码器、换刀设备等。电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电动机机座，而且合作其他零部件，完成电动机与机床主轴的一体化。

　　随着电气传动技能(变频调速技能、电动机矢量操控技能等)的敏捷发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，完成了机床的"零传动"。，这种"主轴单元"主轴电动机与机床主轴"合二为一"的传动结构方法使主轴部件从机床的传动系统和全体结构中相对独立出来，又称"电主轴"(ElectricSpindle,Motor Spindle)。由于当时电主轴首要选用的是交流高频电动机，故也称为"高频主轴"(High FrequencySpindle)。由于没有中间传动环节，有时又称它为"直接传动主轴"(Direct Drive Spindle)。

　　电主轴结构

　　电主轴由无外壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却设备等组成。电机的转子选用压配方法与主轴做成一体，主轴则由前后轴承支承。电机的定子通过冷却套设备于主轴单元的壳体中。主轴的变速由主轴驱动模块操控，而主轴单元内的温升由冷却设备限制。在主轴的后端装有测速、测角位移传感器，前端的内锥孔和端面用于设备刀具。

　　电主轴的冷却

　　由于电主轴将电机集成于主轴单元中，且转速很高，运转时会发生很多热量，引起电主轴温升，使电主轴的热态特性和动态特性变差，从而影响电主轴的正常工作。因此，必须采纳必定办法操控电主轴的温度，使其恒定在必定值内。机床一般采纳强制循环油冷却的方法对电主轴的定子及主轴轴承进行冷却，即将经过油冷却设备的冷却油强制性地在主轴定子外和主轴轴承外循环，带走主轴高速旋转发生的热量。机床另外，为了减少主轴轴承的发热，还必须对主轴轴承进行合理的光滑。

　　电主轴的驱动

　　电主轴的电动机均选用交流异步感应电动机，由所以用在高速加工机床上，发动时要从静止敏捷升速至每分钟数万转乃至数十万转，发动转矩大，因此发动电流要超出普通电机额定电流5~7倍。其驱动方法有变频器驱动和矢量操控驱动器驱动两种。变频器的驱动操控特性为恒转矩驱动，输出功率与转矩成正比。机床最新的变频器选用先进的晶体管技能，可完成主轴的无级变速。机床矢量操控驱动器的驱动操控为在低速端为恒转矩驱动，在中、高速端为恒功率驱动。