高速電主軸的熱穩(wěn)定性問題的原因和克服方式

發(fā)布時間：2020-09-09 13:39:44點擊率：

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高速電主軸應用率雖然很廣泛，但也存在很多問題，其中高速電主軸的熱穩(wěn)定性問題是該類主軸需要解決的關鍵問題之一。那么，高速電主軸的熱穩(wěn)定性問題是因何而出現(xiàn)的？又該如何克服？

由于電主軸將電機集成于主軸組件的結構中，無疑在其結構的內(nèi)部增加了一個熱源。而電機的發(fā)熱主要有定子繞組的銅耗發(fā)熱及轉子的鐵損發(fā)熱，其中定子繞組的發(fā)熱占電機總發(fā)熱量的三分之二以上。

另外，電機轉子在主軸殼體內(nèi)的高速攪動，使內(nèi)腔中的空氣也會發(fā)熱，這些熱源產(chǎn)生的熱量主要通過主軸殼體和主軸進行散熱，所以電機產(chǎn)生的熱量有相當一部分會通過主軸傳到軸承上去，因而影響軸承的壽命，并且會使主軸產(chǎn)生熱伸長，

除了電機的發(fā)熱之外，主軸軸承的發(fā)熱也不容忽視，引起軸承發(fā)熱的因素很多，也很復雜，主要有滾子與滾道的滾動摩擦、高速下所受陀螺力矩產(chǎn)生的滑動摩擦、潤滑油的粘性摩擦等。

這些摩擦會隨著主軸轉速的升高而加劇，發(fā)熱量也隨之增大，溫升增加，軸承的預緊量增大，這樣反過來又加劇了軸承的發(fā)熱，再加上主軸電機的熱輻射和熱傳導，所以主軸軸承必須合理潤滑和冷卻，否則，無法保證電主軸高速運轉。

為改善電主軸的熱特性，電機冷卻必不可省，具體的措施就是在電機定子與殼體連接處設計循環(huán)冷卻水套。這里的水套用熱阻較小的材料制造，套外環(huán)加工有螺旋水槽，電機工作時，水槽里通入循環(huán)冷卻水。為加強冷卻效果，冷卻水的入口溫度應嚴格控制，并有一定的壓力和流量。

另外，為防止電機發(fā)熱影響主軸軸承，主軸應盡量采用熱阻較大的材料，使電機轉子的發(fā)熱主要通過氣隙傳給定子，由冷卻水吸收帶走，使得高速電主軸的熱穩(wěn)定性保持平衡。

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