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多元軸系技術實驗室 張國燁2015 11 30 電主軸簡介 Start 目錄 電主軸 驅動系統(tǒng) 3 4 5 6 支承系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 1 電主軸種類 2 換刀機構 Start 序言 電主軸簡介 機床主軸根據(jù)驅動方式分為機械主軸和電主軸 機械主軸是外置的電動機通過皮帶或聯(lián)軸器驅動主軸旋轉 電主軸是由內裝式電動機直接驅動 從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零 實現(xiàn)了機床的 零傳動 由于沒有中間傳動環(huán)節(jié) 有時又稱它為 直接傳動主軸 電主軸具有結構緊湊 重量輕 慣性小 振動小 噪聲低 響應快等優(yōu)點 而且轉速高 功率大 簡化機床設計 易于實現(xiàn)主軸定位 是高速主軸單元中的一種理想結構 LOGO 電主軸分類 第一章 一般來說 不同的依據(jù) 就有不同的分類方法 比如說 根據(jù)軸承類型 可分為滾動軸承電主軸 角接觸球軸承電主軸 液體軸承電主軸 動靜壓電主軸 氣體軸承電主軸和磁懸浮軸承電主軸 根據(jù)電機類型 可分為異步型電主軸和永磁同步型電主軸 按照應用來進行分類 這種分類方法也是現(xiàn)在很多廠家正在生產(chǎn)和使用的一種方法 主要分為磨削用電主軸 鉆銑用電主軸 車削用電主軸 加工中心用電主軸 木工用電主軸 特殊加工電主軸和試驗機用電主軸等等 LOGO 電主軸分類 第二章 換刀機構 LOGO 電主軸分類 第二章 碟簧 1 疊合 并聯(lián) 方式碟簧之間以頭尾相接穿在軸上的連接方式 其效果是彈力是一個碟簧的n倍 行程為單個碟簧的行程 如 四片平行疊法 行程為1片 彈力為4倍 2 對合 串聯(lián) 方式碟簧之間頭對頭背對背式連接穿在軸上的連接方式 其效果是彈力是單個碟簧的彈力 行程為一個彈簧的n倍 如 四片串聯(lián)疊法 行程為4片 彈力為1倍 3 混合方式將上面兩種方式混合使用 如 二片平行三次串聯(lián)疊法 行程為2片 彈力為4倍 LOGO 驅動系統(tǒng) 第三章 變頻器 變頻器是應用變頻技術與微電子技術 通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備 變頻器主要由整流 交流變直流 濾波 逆變 直流變交流 制動單元 驅動單元 檢測單元微處理單元等組成 變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率 根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓 進而達到節(jié)能 調速的目的 另外 變頻器還有很多的保護功能 如過流 過壓 過載保護等等 LOGO 驅動系統(tǒng) 第三章 電機 目前最常見的是三相異步交流電動機 電主軸電機主要由兩大部分組成 一是固定不動的部分 簡稱定子 二是可以自由旋轉的部分 簡稱轉子 1 主軸 2 軸承 3 前大蓋 4 殼體 5 平衡環(huán) 6 定子 7 轉子 8 后蓋 LOGO 驅動系統(tǒng) 第三章 定子鐵心 定子鐵心是三相異步電動機磁路的一部分 其槽中嵌放定子繞組 由于旋轉磁場相對于定子鐵心以同步轉速旋轉 所以鐵心中的磁通是交變的 為減小由于旋轉磁場在定子鐵心中引起的渦流和磁滯損耗 定子鐵心通常采用導磁性能較好的厚度為0 35 0 5mm表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊裝而成 為了嵌放定子繞組 硅鋼片的內圓表面沖有均勻分布的槽 定子鐵心槽形通常有三種 即半閉口槽 半開口槽和開口槽 a 半閉口槽 b 半開口槽 c 開口槽 LOGO 驅動系統(tǒng) 第三章 定子繞組 定子繞組 定子鐵心 定子繞組是異布電動機定子部分的電路 作用是通入三相交流電后 產(chǎn)生旋轉磁場 它主要由定子鐵心 定子繞組組成 鼠籠型和繞線型異步電動機的定子結構是完全一樣的 定子繞組分單層繞組和雙層繞組 電機的啟動性能會好一些 功率因數(shù)可以提高一些 LOGO 支撐系統(tǒng) 第四章 支承系統(tǒng)總裝圖 定子 轉子 前軸承 后軸承 轉軸 LOGO 支撐系統(tǒng) 第四章 軸承種類 成本低 極限轉速高 能夠同時承載軸向力和徑向力 角接觸球軸承的接觸角有15 25 40 60 幾種 隨著接觸角的增大 軸承的軸向剛度也增大 但徑向剛度卻會減小 大接觸角是不利于高速旋轉的 因此機床主軸軸承多用15 和25 兩種 LOGO 支撐系統(tǒng) 第四章 角接觸球軸承配置方式 DB DF DT TBT TFT TT QBC QFC QBT QFT QT LOGO 支撐系統(tǒng) 第四章 角接觸球軸承配置方式 LOGO 支撐系統(tǒng) 第四章 角接觸球軸承配置方式 LOGO 潤滑系統(tǒng) 第五章 脂潤滑 油霧潤滑 油氣潤滑 油霧潤滑技術是利用壓縮風的能量 將液態(tài)的潤滑油霧化成1um 3um的小顆粒 懸浮在壓縮風中形成一種混合體 在自身的壓力能下 經(jīng)過傳輸管線 輸送到軸承部位 以達到較好潤滑效果的潤滑方式 單相流體油和單相氣體壓縮空氣混合后就形成了兩相油氣混合流 在壓縮空氣的帶動下 潤滑油在管道內形成螺旋狀連續(xù)油膜 最后以精細的連續(xù)油滴的方式送到軸承內部 用人工的方式在軸承內部空間填充一定量的潤滑脂 利用潤滑脂的潤滑性能來達到潤滑效果 LOGO 冷卻系統(tǒng) 第六章 水道種類 鼠籠式水道環(huán)形水道螺旋形水道 中心水冷 LOGO 冷卻系統(tǒng) 第六章 水流模擬