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高速电主轴结构的数控机床分析

发布时间:2018-08-27 08:46:39点击率:

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数控机床中用来表现机床主要性能的重要部件就是主轴。数控机床在当前情况下,大部分所用的主轴部件均为内置变频电动机。该种电动机是将机电集于一体,主轴和电动机的转子是成为一体的,并不需要通过任何机械进行连接。主轴转速的调节可以通过改变电动机的供电频率来实现。电主轴就是人们用来称呼这种系列化、模块化功能部件的代名词。这种电主轴的制造商必须具有丰富的经验,能够设计并制造出高速、高精准度以及变频调速的电主轴,并且是一家正规专业的生产公司,这样在电主轴方面质量才能够得到很好的保证。

       在高速运转状态下的电机主轴的工作形式是在主轴组件的内部装入主轴电机的定子以及转子,即将高速电机安装子精密主轴的内部,将电主轴中的电机转子作为主轴,电机的机座作为主轴的外壳,从而使得主轴和变频调速的电机能够一体化,主轴直接被电机所驱动,从而形成了电主轴。电主轴将电机到主轴传动链上的皮带和齿轮等所有中间环节进行了省略,主轴的运行动力直接来源于动力源,传动链的长度是零,这样就实现了主轴系统在机床上的零距离传动电主轴具备高精准度以及高转速、所产生的噪音小、体积相对较小、温度升高缓慢、安装运载方便等特点,是现今高档数控机床上主要且关键性的部件。其与早些年前应用在内圆磨床中的内装式电机的主轴的区别之处在于其将变频控速技术得到应用,电机主轴的驱动功率和转矩相对较大,除此之外其还具有一系列的监控系统,可以对主轴的振动和轴承温度参数进行检测控制。电主轴以及其驱动系统是一套技术含量较高的机电一体化产品,其所涉及的领域非常广泛,电机、驱动和控制、机械、润滑、热处理和振动等均包含在内,可以称其为是一套完整的、独立的智能型功能部件。

       在机床的主轴与电动机主轴所组成的电主轴中,比较普遍采用的是高频率的交流电动机,亦将其称之为“高频主轴”。它的主要特点是在主轴的内部安装电动机装置,使其能够实现直接对主轴的驱动,从而使主轴和电动机成为一体。由无壳电机、主轴单元壳体、轴承、驱动模块、以及冷却装置和主轴等部件组成了电主轴。人们通常采用压配的方式将电机转子与主轴合成一体,利用前后轴承将主轴支撑起来。将电机中的定子安装在主轴的壳体中是通过冷却套来实现的。主轴驱动模块对主轴的运行速度进行控制,冷却装置对主轴单元内的温度升温情况进行制约。主轴后端所装的传感器用于对主轴速度的测量和角位移动的测量,前端则配有内锥孔与端面用来安装刀具。

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