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電主軸,永磁同步電主軸等主軸設備都該如何選擇合適的品牌廠家你知道嗎?下面電主軸廠家小編就著重來向大家介紹一下吧。
電主軸是最近幾年在數控機床領域出現的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術。電主軸如何選擇合適的品牌廠家你知道嗎?主軸是一套組件,它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、內置編碼器、換刀裝置等。電主軸生產廠家說到專業品質保障;電主軸的特性為高轉速、高精度、低噪音、內圈帶鎖口的結構更適合噴霧潤滑。電主軸是在數控機床領域出現的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術,它與直線電機技術、高速刀具技術一起,把高速加工推向一個新時代。電主軸是一套組件,它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、內置編碼器、換刀裝置等。電動機的轉子直接作為機床的主軸,主軸單元的殼體就是電動機機座,并且配合其他零部件,實現電動機與機床主軸的一體化。
隨著電氣傳動技術(變頻調速技術、電動機矢量控制技術等)的迅速發展和日趨完善,高速數控機床主傳動系統的機械結構已得到極大的簡化,基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機床主軸由內裝式電動機直接驅動,從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零,實現了機床的“零傳動”。這種主軸電動機與機床主軸“合二為一”的傳動結構形式,使主軸部件從機床的傳動系統和整體結構中相對獨立出來,因此可做成“主軸單元”,俗稱“電主軸”。由于當前電主軸主要采用的是交流高頻電動機,故也稱為“高頻主軸”。由于沒有中間傳動環節,有時又稱它為“直接傳動主軸”。
電主軸由無外殼電機、主軸、軸承、主軸單元殼體、驅動模塊和冷卻裝置等組成。電機的轉子采用壓配方法與主軸做成一體,主軸則由前后軸承支承。電機的定子通過冷卻套安裝于主軸單元的殼體中。電主軸選擇認準鈦浩,主軸的變速由主軸驅動模塊控制,而主軸單元內的溫升由冷卻裝置限制。在主軸的后端裝有測速、測角位移傳感器,前端的內錐孔和端面用于安裝刀具。
電主軸的電動機均采用交流異步感應電動機,由于是用在高速加工機床上,啟動時要從靜止迅速升速至每分鐘數萬轉乃至數十萬轉,啟動轉矩大,因而啟動電流要超出普通電機額定電流5~7倍。其驅動方式有變頻器驅動和矢量控制驅動器驅動兩種。變頻器的驅動控制特性為恒轉矩驅動,輸出功率與轉矩成正比。機床最新的變頻器采用先進的晶體管技術,可實現主軸的無級變速。機床矢量控制驅動器的驅動控制為在低速端為恒轉矩驅動,在中、高速端為恒功率驅動。
電主軸具有結構緊湊、重量輕、慣性小、噪聲低、響應快等優點,而且轉速高、功率大,簡化機床設計,易于實現主軸定位,是高速主軸單元中的一種理想結構。電主軸軸承采用高速軸承技術,耐磨耐熱,壽命是傳統軸承的幾倍。電主軸通常采用動靜壓軸承、復合陶瓷軸承或電磁懸浮軸承。動靜壓軸承具有很高的剛度和阻尼,能大幅度提高加工效率、加工質量、延長刀具壽命、降低加工成本,這種軸承壽命多半無限長。復合陶瓷軸承目前在電主軸單元中應用較多,這種軸承滾動體使用熱壓Si3N4陶瓷球,軸承套圈仍為鋼圈,標準化程度高,對機床結構改動小,易于維護。電磁懸浮軸承高速性能好,精度高,容易實現診斷和在線監控,但是由于電磁測控系統復雜,這種軸承價格十分昂貴,而且長期居高不下,至今沒有得到廣泛應用。
大多數機床的主軸采用單油楔的滑動軸承。隨著滾動軸承制造技術的提高,后來出現了多種主軸用的高精度、高剛度滾動軸承。這種軸承供應方便,價格較低,摩擦系數小,潤滑方便,并能適應轉速和載荷變動幅度較大的工作條件,因而得到廣泛的應用。但是滑動軸承具有工作平穩和抗振性好的優點,特別是各種多油楔的動壓軸承,在一些精加工機床如磨床上用得很多。電主軸品牌廠家選擇認準鈦浩機械,液體靜壓軸承,精度高,剛度高,摩擦系數小,又有良好的抗振性和平穩性,但需要一套復雜的供油設備,所以只用在高精度機床和重型機床上。氣體軸承高速性能好,但由于承載能力小,而且供氣設備也復雜,主要用于高速內圓磨床和少數超精密加工機床上。電磁軸承,兼有高速性能好和承載能力較大的優點,并能在切削過程中通過調整磁場使主軸作微量位移,以提高加工的尺寸精度,但成本較高,可用于超精密加工機床。
電主軸是一個高精度的執行元件,而影響電主軸回轉精度的主要因素有:
①主軸誤差 主要包括主軸支承軸頸的圓度誤差、同軸度誤差(使主軸軸心線發生偏斜)和主軸軸頸軸向承載面與軸線的垂直度誤差(影響主軸軸向竄動量)。
② 軸承誤差
軸承誤差包括滑動軸承內孔或滾動軸承滾道的圓度誤差,滑動軸承內孔或滾動軸承滾道的波度,滾動軸承滾子的形狀與尺寸誤差,軸承定位端面與軸心線垂直度誤差,軸承端面之間的平行度誤差,軸承間隙以及切削中的受力變形等。
③ 主軸系統的徑向不等剛度及熱變形
從以上可以看出影響電主軸回轉精度的主要原因就是軸承磨損,軸及接觸面磨損。由于電主軸將電機集成于主軸單元中,且轉速很高,運轉時會產生大量熱量,引起電主軸溫升,使電主軸的熱態特性和動態特性變差,從而影響電主軸的正常工作。因此,必須采取一定措施控制電主軸的溫度,使其恒定在一定值內。機床目前一般采取強制循環油冷卻的方式對電主軸的定子及主軸軸承進行冷卻,即將經過油冷卻裝置的冷卻油強制性地在主軸定子外和主軸軸承外循環,帶走主軸高速旋轉產生的熱量。機床另外,為了減少主軸軸承的發熱,還必須對主軸軸承進行合理的潤滑。
為了保證我們的電主軸能在保證精度的情況下正常工作,我們就要盡可能的降低軸承相關部位的磨損率,而降低磨損的主要方式就是潤滑,對軸承進行潤滑處理,保證良好的潤滑及冷卻效果。因此選擇合理正確的潤滑方式是保證電主軸正常工作的重要條件。經過多年研究和一些客戶的反應,油氣潤滑裝置使用在電主軸上面被普遍認可,俗稱“電主軸油氣潤滑裝置”。電主軸選擇認準鈦浩,電主軸油氣潤滑裝置通俗的解釋就是,油跟隨氣體的流動而往前運動。氣體在運動過程中,會帶動附著在管壁上面的少量油滴進入到兩邊的傳動軸承,噴灑到摩擦面上的是帶有油滴的油氣混合體。這種潤滑裝置不僅經濟、環保、快速、高效,更重要的是油滴適中,不會造成因油量過多軸承無法散熱,也不會造成因油量過多,軸承在高速旋轉過程中產生背壓,避免了電主軸負載增加,更不會產生竄動現象。
電主軸是最近幾年在數控機床領域出現的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術,它與直線電機技術、高速刀具技術一起,將會把高速加工推向一個新時代。電主軸是一套組件,它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、內置編碼器、換刀裝置。
電主軸所融合的技術:
高速軸承技術:電主軸通常采用復合陶瓷軸承,耐磨耐熱,壽命是傳統軸承的幾倍;有時也采用電磁懸浮軸承或靜壓軸承,內外圈不接觸,理論上壽命無限;
高速電機技術:電主軸是電動機與主軸融合在一起的產物,電動機的轉子即為主軸的旋轉部分,理論上可以把電主軸看作一臺高速電動機。關鍵技術是高速度下的動平衡;
潤滑:電主軸的潤滑一般采用定時定量油氣潤滑;也可以采用脂潤滑,但相應的速度要打折扣。所謂定時,就是每隔一定的時間間隔注一次油。所謂定量,就是通過一個叫定量閥的器件,精確地控制每次潤滑油的油量。而油氣潤滑,指的是潤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,起不到潤滑作用;太多,在軸承高速旋轉時會因油的阻力而發熱。
冷卻裝置:為了盡快給高速運行的電主軸散熱,通常對電主軸的外壁通以循環冷卻劑,冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。
內置脈沖編碼器:為了實現自動換刀以及剛性攻螺紋,電主軸內置一脈沖編碼器,以實現準確的相角控制以及與進給的配合。
自動換刀裝置:為了應用于加工中心,電主軸配備了自動換刀裝置,包括碟形簧、拉刀油缸等;
高速刀具的裝卡方式:廣為熟悉的BT、ISO刀具,已被實踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現了HSK、SKI等高速刀具。
高頻變頻裝置:要實現電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉的轉速,必須用一高頻變頻裝置來驅動電主軸的內置高速電動機,變頻器的輸出頻率必須達到上千或幾千赫茲。
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