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電主軸工作原理-深度匯總整理篇

發(fā)布時(shí)間:2018-08-28 10:00:25點(diǎn)擊率:

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高速電主軸電機(jī)的繞組相位互差120°,通以三相交流電后,三相繞組各自形成一個(gè)正弦交變磁場(chǎng),這三個(gè)對(duì)稱的交變磁場(chǎng)互相迭加,合成一個(gè)強(qiáng)度不變,磁極朝一定方向恒速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng),磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速就是電主軸的同步轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n由輸入電機(jī)定子繞組電流的頻率f和電機(jī)定子的極對(duì)數(shù)P決定(n=60f/p)。電主軸就是利用變換輸入電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流的頻率和激磁電壓來(lái)獲得各種轉(zhuǎn)速。在加速和制動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)改變頻率進(jìn)行加減速,以免電機(jī)溫升過(guò)高。由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向取決于輸入定子三相交流電的相序,故改變電主軸輸入電流的相序,便可改變電主軸的旋轉(zhuǎn)方向。 



電主軸是最近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù),它與直線電機(jī)技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起,將會(huì)把高速加工推向一個(gè)新時(shí)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(rùn)滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置。而電主軸本身就是直接將空心的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝在主軸上,定子通過(guò)冷卻套固定在主軸箱體孔內(nèi),形成一個(gè)完整的主軸單元,通電后轉(zhuǎn)子直接帶動(dòng)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)。 電主軸所融合的技術(shù): 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;有時(shí)也采用電磁懸浮軸承或靜壓軸承,內(nèi)外圈不接觸,理論上壽命無(wú)限。 高速電機(jī)技術(shù):電主軸是電動(dòng)機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物,電動(dòng)機(jī)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(tái)高速電動(dòng)機(jī)。關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動(dòng)平衡; 潤(rùn)滑:電主軸的潤(rùn)滑一般采用定時(shí)定量油氣潤(rùn)滑;也可以采用脂潤(rùn)滑,但相應(yīng)的速度要打折扣。所謂定時(shí),就是每隔一定的時(shí)間間隔注一次油。所謂定量,就是通過(guò)一個(gè)叫定量閥的器件,精確地控制每次潤(rùn)滑油的油量。而油氣潤(rùn)滑,指的是潤(rùn)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(rùn)滑作用;太多,在軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因油的阻力而發(fā)熱。 冷卻裝置:為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱,通常對(duì)電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑,冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。
內(nèi)置脈沖編碼器:為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀以及剛性攻螺紋,電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器,以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相角控制以及與進(jìn)給的配合。 自動(dòng)換刀裝置:為了應(yīng)用于加工中心,電主軸配備了自動(dòng)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(shí)踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀具。 高頻變頻裝置: 要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,必須用一高頻變頻裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)電主軸的內(nèi)置高速電動(dòng)機(jī),變頻器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫茲。

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