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    電主軸工作原理

    發布日期:2022/5/10 13:21:00 瀏覽次數:

    高速電主軸電機的繞組相位互差120°,通以三相交流電后,三相繞組各自形成一個正弦交變磁場,這三個對稱的交變磁場互相迭加,合成一個強度不變,磁極朝一定方向恒速旋轉的磁場,磁場轉速就是電主軸的同步轉速。異步電動機的同步轉速n由輸入電機定子繞組電流的頻率f和電機定子的極對數P決定(n=60f/p)。

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    電主軸就是利用變換輸入電動機定子繞組的電流的頻率和激磁電壓來獲得各種轉速。在加速和制動過程中,通過改變頻率進行加減速,以免電機溫升過高。由于電機旋轉磁場的方向取決于輸入定子三相交流電的相序,故改變電主軸輸入電流的相序,便可改變電主軸的旋轉方向。


    電主軸是最近幾年在數控機床領域出現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。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。而電主軸本身就是直接將空心的電動機轉子裝在主軸上,定子通過冷卻套固定在主軸箱體孔內,形成一個完整的主軸單元,通電后轉子直接帶動主軸運轉。

    電主軸所融合的技術:高速軸承技術:電主軸通常采用復合陶瓷軸承,耐磨耐熱,壽命是傳統軸承的幾倍;有時也采用電磁懸浮軸承或靜壓軸承,內外圈不接觸,理論上壽命無限。高速電機技術:電主軸是電動機與主軸融合在一起的產物,電動機的轉子即為主軸的旋轉部分,理論上可以把電主軸看作一臺高速電動機。關鍵技術是高速度下的動平衡;潤滑:電主軸的潤滑一般采用定時定量油氣潤滑;也可以采用脂潤滑,但相應的速度要打折扣。所謂定時,就是每隔一定的時間間隔注一次油。所謂定量,就是通過一個叫定量閥的器件,精確地控制每次潤滑油的油量。

    而油氣潤滑,指的是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下,被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要,太少,起不到潤滑作用;太多,在軸承高速旋轉時會因油的阻力而發熱。冷卻裝置:為了盡快給高速運行的電主軸散熱,通常對電主軸的外壁通以循環冷卻劑,冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。

    內置脈沖編碼器:為了實現自動換刀以及剛性攻螺紋,電主軸內置一脈沖編碼器,以實現準確的相角控制以及與進給的配合。自動換刀裝置:為了應用于加工中心,電主軸配備了自動換刀裝置,包括碟形簧、拉刀油缸等;高速刀具的裝卡方式:廣為熟悉的BT、ISO刀具,已被實踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現了HSK、SKI等高速刀具。 高頻變頻裝置: 要實現電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉的轉速,必須用一高頻變頻裝置來驅動電主軸的內置高速電動機,變頻器的輸出頻率必須達到上千或幾千赫茲。


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