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改善高速電主軸熱態(tài)性能的三項措施
通過對高速電主軸熱態(tài)性能的分析可以知道,電主軸在較高的工作轉速下主軸內(nèi)部的電機和軸承會有較高的溫升。盡管已經(jīng)在電主軸的結構中增加了加強電機和軸承散熱的冷卻系統(tǒng),但是電主軸單元的溫升仍然較高,所以需要進一步改善電主軸的熱態(tài)性能。一般情況下,改善高速電主軸熱態(tài)性能的措施主要有下列三個方面:
(1)降低電主軸單元的熱源強度,即減少電主軸系統(tǒng)的發(fā)熱量。由于電主軸發(fā)熱的主要熱源是電機和軸承,所以可以通過降低電機和軸承的發(fā)熱量來實現(xiàn)。具體的方法如下:對于電機,盡量選擇功耗低的同步電機代替異步電機;對于軸承,選用陶瓷球軸承代替目前較常使用的軸承,還可以通過對軸承進行合理的預緊以及依據(jù)工作狀況控制其預緊力的大小來減小軸承的摩擦發(fā)熱量。
(2)加強散熱,降低電主軸系統(tǒng)的溫升。在本高速電主軸系統(tǒng)中,可以通過增加冷卻油的流量來實現(xiàn)對主軸電機的冷卻,以及通過增強壓縮空氣的冷卻效果來達到對主軸軸承的冷卻。
(3)減少電主軸系統(tǒng)的熱位移。通過加強電主軸熱對稱結構的設計以及對電主軸的熱位移進行補償,可以抵消電主軸熱位移所引起的加工誤差,而且還可以保持電主軸單元溫度場分布的對稱性。
和一般電主軸相比,主軸密封要求相對較高。這是由于木材加工對象和金屬切削的加工對象不同,切削過程中會產(chǎn)生大量的粉塵,所以,相比較而言,木材加工用的電主軸的使用環(huán)境更加惡劣,要求條件更高,必須要密封更好。
相對金屬切削電主軸而言,木材加工過程中比較容易受到環(huán)境中液體的污染,所以必須在加工時必須要用強力抽風設備來抽取切削過程中產(chǎn)生的各種粉塵,同時要用風冷方式來降低電主軸的溫度。
數(shù)控機床中高速電主軸作用顯著
高速電主軸是近幾年在數(shù)控機床領域出現(xiàn)的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術,它把機床主傳動鏈的長度縮短為零,實現(xiàn)了機床的“零傳動”。
高速電主軸可以根據(jù)用途、結構、性能參數(shù)等特征形成標準化、系列化產(chǎn)品,供主機選用,從而促進機床結構模塊化。
總之,標準化、系列化的高速電主軸產(chǎn)品更易形成規(guī)?;突a(chǎn),在降低機床成本的同時也縮短了機床研制周期,這一低成本制造模式的形成使得數(shù)控機床結構更加簡單化,滿足了快速多變的市場發(fā)展需求。