電主軸高速旋轉(zhuǎn)散熱問題引關(guān)注

 電主軸的軸承在高速旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生大量的熱量而引起主軸溫度的升高，而安裝在電主軸端部的切削刀具在高速切削時也會產(chǎn)生大量的熱量，因此對于運作過程中電主軸的散熱問題引起廣泛關(guān)注，認為必須在電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計時考慮散熱問題。

   電主軸電機在高速運轉(zhuǎn)的過程中，內(nèi)部產(chǎn)生功率損耗(包括機械損耗、電損耗等)，從而使電機發(fā)熱。由于電主軸電機裝在主軸單元殼體內(nèi)，所以主軸電機不能直接采用風扇散熱，自然散熱條件也比較差。調(diào)查結(jié)果表明，電動機在高速旋轉(zhuǎn)時，電動機轉(zhuǎn)子的工作溫度達140～160℃，定子的溫度也在45～85℃。電動機產(chǎn)生的熱量會直接傳遞給主軸，引起主軸熱變形而產(chǎn)生加工誤差。

高速電主軸的兩種冷卻方式

  對于電主軸的整體冷卻，通常有液體冷卻和空氣強制冷卻兩種方式。

   (1)液體冷卻是指在電主軸的內(nèi)部設(shè)計冷卻水循環(huán)，在外部配備相應的冷卻機,使冷卻液體在主軸內(nèi)部循環(huán)帶走內(nèi)部熱量。這種冷卻方式的優(yōu)點設(shè)計簡單可靠,冷卻效果較為明顯，缺點是對主軸軸芯的冷卻效果比較差,冷卻機的成本比較高。

   (2)空氣強制冷卻是指在電主軸的殼體與電機定子之間設(shè)計一個強制對流的通道,電機的發(fā)熱量通過熱傳導進入到強制對流區(qū),把熱量帶入空氣中,實現(xiàn)電主軸的恒溫工作?？諝鈴娭评鋮s具有無污染的特點。如果使用靜壓氣體軸承，可以利用靜壓氣體軸承的氣體在主軸內(nèi)部循環(huán)帶走一部分電機的熱量。

對主軸電機的要求主要為：

（1）足夠的輸出功率，數(shù)控機床的主軸負載性質(zhì)近似于"恒功率"，也就是當機床的主軸轉(zhuǎn)速高時，輸出轉(zhuǎn)矩較??；主軸轉(zhuǎn)速低時，輸出轉(zhuǎn)矩大；即要求主軸驅(qū)動裝置要具有"恒功率"的性質(zhì)；

（2）調(diào)速范圍：為保證數(shù)控機床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì)；適應于各種不同的加工工藝，要求主軸電機具有一定的調(diào)速范圍。但對主軸的要求比進給低；

（3）速度精度：一般要求靜差度小于5％，更高的要求為小于1％；

（4）快速：主軸驅(qū)動裝置有時也用在定位功能上，這就要求它也具有一定的快速性。