電主軸具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、噪聲低、響應(yīng)快等優(yōu)點,而且轉(zhuǎn)速高、功率大,簡化機床設(shè)計,易于實現(xiàn)主軸定位,是高速主軸單元中的一種理想結(jié)構(gòu)。 電主軸軸承采用高速軸承技術(shù),耐磨耐熱,壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍。電主軸的電動機均采用交流異步感應(yīng)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(shù)萬轉(zhuǎn)乃至數(shù)十萬轉(zhuǎn),啟動轉(zhuǎn)矩大,因而啟動電流要超出普通電機額定電流5~7倍。并且工作人員在每天工作完后使用的吸塵器清理電主軸的轉(zhuǎn)子端以及電機接線端子上由于做工而產(chǎn)生的切割垃圾,防止這些細微的切割垃圾經(jīng)過一定時間堆積以后進入軸承,使軸承的磨損更加嚴重,造成機床短路燒毀。
電主軸是經(jīng)過一定的技術(shù)和相關(guān)要求才被制作出來的,因為它是一個要求比較精密的設(shè)備,所以在制作過程中我們也是嚴格按照制造標準來制作的。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。高速電機技術(shù):電主軸是電動機與主軸融合在一起的產(chǎn)物,電動機的轉(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高速電動機,由此可見,關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動平衡。跟普通的單元主軸安裝尺寸一樣不用做任何更改,冷卻方式用內(nèi)冷直接水泵。
電主軸用于磨削機床的加工,后來逐步發(fā)展到加工宗新電主軸和各個機床主軸。
高速電主軸的結(jié)構(gòu)分析:電主軸不但減少了中間環(huán)節(jié)存在的打滑、振動和噪音的因素,也加速了主軸在高速領(lǐng)域的快速發(fā)展,成為滿足高速切削,實現(xiàn)高速加工的方案,其高轉(zhuǎn)速、高剛性、低噪音、低溫升、結(jié)構(gòu)緊湊、易于平衡、安裝方便、傳動等優(yōu)點,使它在超高速切削機床上得到廣泛的應(yīng)用。電主軸的工作原理和普通的異步電動機的工作原理一致,改變輸入電動機定子繞組的電流頻率和勵磁電壓獲得各種轉(zhuǎn)速。
普通變頻為標量驅(qū)動和控制,其驅(qū)動控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動,輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比。普通變頻控制的動態(tài)性能不夠理想,在低速時控制性能不佳,輸出功率不夠穩(wěn)定,也不具備C軸功能。但價格便宜、結(jié)構(gòu)簡單,一般用于磨床和普通的高速銑床等。
矢量控制技術(shù)模仿直流電動機的控制,以轉(zhuǎn)子磁場定向,用矢量變換的方法來實現(xiàn)驅(qū)動和控制,具有良好的動態(tài)性能。矢量控制驅(qū)動器在剛啟動時具有很大的轉(zhuǎn)矩值,加之電主軸本身結(jié)構(gòu)簡單,慣性很小,故啟動加速度大,可以實現(xiàn)啟動后瞬時達到允許極限速度。這種驅(qū)動器又有開環(huán)和閉環(huán)兩種,后者可以實現(xiàn)位置和速度的反饋,不僅具有更好的動態(tài)性能,還可以實現(xiàn)C軸功能;0×106以上的主軸,多采用油潤滑的方式,其中油霧潤滑是將潤滑油(如透平油)經(jīng)壓力空氣霧化后對軸承進行潤滑的。而前者動態(tài)性能稍差,也不具備C軸功能,但價格較為便宜。