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,星輪認(rèn)為必須在電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計時慮散熱問題。
電主軸電機在高速運轉(zhuǎn)的過程中,內(nèi)部產(chǎn)生功率損耗(bao括機械損耗、電損耗等),從而使電機發(fā)熱。由于電主軸電機裝在主軸單元殼體內(nèi),所以主軸電機不能直接采用風(fēng)扇散熱,自然散熱條件也比較差。調(diào)查結(jié)果表明,電動機在高速旋轉(zhuǎn)時,電動機轉(zhuǎn)子的工作溫度達(dá)140~160℃,定子的溫度也在45~85℃。電動機產(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。

電主軸結(jié)構(gòu)簡析因為電主軸將電機集成于主軸單元中,且轉(zhuǎn)速很高,運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生大批熱量,引起電主軸溫升,使電主軸的熱態(tài)特性和動靜特性變差,從而影響電主軸的正常工作。因而,必需采取肯定措施控制電主軸的溫度,使其恒定在肯定值內(nèi)。機床目前一般采取強制循環(huán)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(jīng)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(huán),帶走主軸高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量。機床另外,為了減少主軸軸承的發(fā)熱,還必需對主軸軸承進行合理的潤滑。

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。其驅(qū)動方式有變頻器驅(qū)動和矢量控制驅(qū)動器驅(qū)動兩種。變頻器的驅(qū)動控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動,輸出功率與轉(zhuǎn)鉅成正比。機床變頻器采用先進的晶體管技術(shù),可實現(xiàn)主軸的無級變速。機床矢量控制驅(qū)動器的驅(qū)動控制為在低速端為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動,在中、高速端為恒功率驅(qū)動.
