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主軸套筒螺旋槽冷卻劑熱交換系統(tǒng)在加工中心中應用,應考慮以下內容: ①冷卻劑的選擇: 常用的冷卻劑有制冷劑、水、油及油水混合物,因產品具體情況選取,其中水冷降熱比高、價格低廉、維護方便,深受廣大用戶青睞; ②冷卻液或油或油水混合物冷卻時介質壓力約0. 4 MPa 為宜,介質流量約50 L /min 為宜。由于主軸電動機兩端就是主軸軸承,電動機的發(fā)熱會直接降低軸承的工作精度,如果主電動機的散熱解決得不好,將會影響到機床工作的可靠性和穩(wěn)定性。由于不平衡質量是以主軸的轉速二次方影響主軸動態(tài)性能的,所以主軸的轉速越高,主軸不平衡量引起的動態(tài)問題越嚴重。有限元分析表明,電主軸的定子和轉子是電主軸的兩大熱源。另外,電動機高速運轉條件下,有近1 /3 的電動機發(fā)熱量是由電動機轉子產生的,并且轉子產生的絕大部分熱量都通過轉子與定子間的氣隙傳入定子中。
數控機床一般采用直流或交流主軸伺服電動機實現(xiàn)主軸無級變速。為了預防由于焊補時軸產生彎曲變形,應采用反向變形的對稱平衡式復焊法。交流主軸電動機及交流變頻驅動裝置(籠型感應交流電動機配置矢量變換變頻調速系統(tǒng)),由于沒有電刷,不產生火花,所以使用壽命長,且性能已達到直流驅動系統(tǒng)的水平,甚至在噪聲方面還有所降低。因此,目前應用較為廣泛。主軸傳遞的功率或轉矩與轉速之間的關系。當機床處在連續(xù)運轉狀態(tài)下,主軸的轉速在437~3500r/min范圍內,主軸傳遞電動機的全部功率11kW,為主軸的恒功率區(qū)域Ⅱ(實線)。在這個區(qū)域內,主軸的大輸出扭矩(245N.m)隨著主軸轉速的提高而變小。主軸轉速在35~437r/min范圍內,主軸的輸出轉矩不變,稱為主軸的恒轉矩區(qū)域Ⅰ(實線)。在這個區(qū)域內,主軸所能傳遞的功率隨著主軸轉速的降低而減小。圖中虛線所示為電動機超載(允許超載30min)時,恒功率區(qū)域和恒轉矩區(qū)域。電動機的超載功率為15kW,超載的大輸出轉矩為334N.m。
內圈由于離心力而產生膨脹,高速旋轉時。另外操作員要養(yǎng)成在工作中注意觀察水溫的習慣,當水溫超過30℃就要換水。與滾動體接觸應力變大,使內部預載荷增加、游隙變小、發(fā)熱增加。針對此問題,開發(fā)出內圈為不銹鋼的新型混合陶瓷球軸承。由于不銹鋼的線膨脹系數比軸承鋼小20%因而能進一步控制軸承在高速旋轉時因內圈膨脹而造成的預載荷增加。潤滑條件充沛,固定預載荷下dmN值可提高1.2倍。定位預載緊的情況下,近來有資料介紹。內圈也使用陶瓷材料的混合型角接觸球軸承。因為內圈也使用陶瓷材料,軸承內徑或滾道離心膨脹小,預緊的增加也較小,加之剛性好,球和滾道的接觸面積小,所以發(fā)熱和膨脹也較小,可以比僅球為陶瓷的軸承達到更高轉速。但是正是由于高速旋轉時離心和膨脹小,與金屬制主軸之間的配合應力如果過大就可能產生破壞甚至碎裂。