電主軸是最近幾年在數(shù)控加工機床領域出現(xiàn)的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術，它與直線電機技術、高速刀具技術一起，將會把高速加工推向一個新時代。數(shù)控加工電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內置編碼器、換刀裝置。

高速主軸是高速切削技術最重要的關鍵技術，也是高速切削機床最重要的部件。要求動平衡性很高，剛性好，回轉精度高，有良好的熱穩(wěn)定性，能傳遞足夠的力矩和功率，能承受高的離心力，帶有準確的測溫裝置和高效的冷卻裝置。高速切削一般要求主軸轉速能力不小于40000r/min,主軸功率大于15kW。通常采用主軸電機一體化的電主軸部件，實現(xiàn)無中間環(huán)節(jié)的直接傳動，電機大多采用感應式集成主軸電動機。目前一般使用較多的是熱壓氮化硅(Si3N4)陶瓷軸承和液體動、靜壓軸承以及空氣軸承。潤滑多采用油-氣潤滑、噴射潤滑等技術。主軸冷卻一般采用主軸內部水冷或氣冷方式。

1、陶瓷軸承高速主軸工作原理圖

上圖為陶瓷軸承高速主軸工作原理圖，采用C或B級精度角接觸球軸承，軸承布置與傳統(tǒng)磨床主軸結構相類似;采用“小珠密球”結構，滾珠材料Si3N4;采用電動主軸(電機與主軸作成一體);軸承轉速特征值(=?軸徑(mm)×轉速(r/min))較普通鋼軸承提高1.2?～ 2倍，可達0.5～1×106 。回轉精度高，液體靜壓軸承回轉誤差在0.2μm以下，空氣靜壓軸承回轉誤差在0.05μm以下;功率損失小;液體靜壓軸承轉速特征值可達1×106 ，空氣靜壓軸 承轉速特征值可達3×106?？諝忪o壓軸承承載能力較小。

與鋼球相比，陶瓷軸承的優(yōu)點是：

(1)陶瓷球密度減小60%，從而可大大降低離心力;

(2)陶瓷彈性模量比鋼高50%，使軸承具有更高剛度;

(3)陶瓷摩擦系數(shù)低，可減小軸承發(fā)熱、磨損和功率損失;

(4)陶瓷耐磨性好，軸承壽命長。

2、磁浮軸承高速主軸

上圖為磁浮軸承高速主軸工作原理圖，主軸由兩個徑向和兩個軸向磁浮軸承支承，磁浮軸承定子與轉子間空隙約0.1mm。?剛度高，約為滾珠軸承主軸剛度10倍。?轉速特征值可 達4×106 。?回轉精度主要取決于傳感器的精度和靈敏度，以及控制電路性能，目前可達0.2μm。?機械結構及電路系統(tǒng)均較復雜;又由于發(fā)熱多，對冷卻系統(tǒng)性能要求較高

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