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企業(yè)動(dòng)態(tài)
探討高速電主軸軸承主要熱源的解決
更新時(shí)間:2020-11-19 點(diǎn)擊次數(shù):33350次
高速電主軸軸承早前是用于磨削機(jī)床加工,逐步發(fā)展到加工中心電主軸及其他各行業(yè)機(jī)床主軸。傳統(tǒng)主軸一般是通過(guò)傳動(dòng)帶、齒輪來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)驅(qū)動(dòng),而電主軸的驅(qū)動(dòng)是將異步電機(jī)直接裝入主軸內(nèi)部,通過(guò)驅(qū)動(dòng)電源直接驅(qū)動(dòng)主軸進(jìn)行工作,以實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸系統(tǒng)的零傳動(dòng),形成“直接傳動(dòng)主軸”。從而減少中間皮帶或者齒輪機(jī)械傳動(dòng)等環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了機(jī)械與電機(jī)一體的主軸單元。電主軸不但減少了中間環(huán)節(jié)存在的打滑、振動(dòng)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(mǎn)足高速切削,實(shí)現(xiàn)高速加工的理想方案,其高轉(zhuǎn)速、高精度、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(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn),使它在超高速切削機(jī)床上得到廣泛的應(yīng)用。
高速電主軸軸承的主要熱源及解決分析:
用于銑鏜類(lèi)高速加工中心的電主軸運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)熱問(wèn)題始終是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。電主軸的內(nèi)部有兩個(gè)主要熱源,一是內(nèi)藏式主電動(dòng)機(jī),另一個(gè)是主軸軸承。與一般的主軸部件不同,電主軸突出的問(wèn)題之一是內(nèi)藏式高速主電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱。由于主電動(dòng)機(jī)旁邊就是主軸軸承,電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱會(huì)直接降低軸承的工作精度,如果主電動(dòng)機(jī)的散熱問(wèn)題解決不好,還會(huì)影響機(jī)床工作的可靠性。
高速電主軸的外循環(huán)油水冷卻系統(tǒng)在主電動(dòng)機(jī)定子的外面加一帶螺旋槽的鋁質(zhì)外套,機(jī)床工作時(shí),冷卻油不斷在該螺旋槽中流動(dòng),從而把主電動(dòng)機(jī)的熱量及時(shí)、迅速地帶走。冷卻油的流量可按主電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算。
由于電主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)速度高,dm·n值大(dm—主軸前軸頸直徑,mm:n—主軸高轉(zhuǎn)速,r/min),因此對(duì)主軸軸承的動(dòng)態(tài)、熱態(tài)性能有十分嚴(yán)格的要求。除個(gè)別超高速電主軸采用磁懸浮軸承或液體動(dòng)-靜*承以外,目前國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)高速電主軸都采用角接觸陶瓷球軸承,其滾球用Si3N4材料制成,直徑比同規(guī)格球軸承小1/3。這種材料具有密度小、硬度高、熱膨脹系數(shù)小、彈性模量大等優(yōu)點(diǎn),使用這種軸承可使電主軸獲得運(yùn)轉(zhuǎn)速度高、溫升小、剛度大、壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)良特性。雖然這種軸承的價(jià)格比同規(guī)格同精度等級(jí)的鋼質(zhì)球軸承高2-2.5倍,但其使用壽命要高3-6倍,因此其性?xún)r(jià)比并不差,容易被機(jī)床設(shè)計(jì)師接受。