影响电主轴精度的原因你知道吗？
影响电主轴精度的原因你知道吗?
电主轴，是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。这种主轴电动机与机床主轴"合二为一”的传动构造形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体构造中相对独立出来，因此可做成"主轴单元，俗称”电主轴”。
我们在使用时什么影响了电主轴的精度呢？下面我们就一起来看看吧！
①主轴误差
主要包括主轴支承轴颈的圆度误差、同轴度误差（使主轴轴心线发生偏斜）和主轴轴颈轴向承载面与轴线的垂直度误差（影响主轴轴向窜动量）
②轴承误差
轴承误差包括滑动轴承内孔或滚动轴承滚道的圆度误差，滑动轴承内孔或滚动轴承滚道的波度，滚动轴承滚子的形状与尺寸
误差，轴承定位端面与轴心线垂直度误差，轴承端面之间的平行度误差，轴承间隙以及切削中的受力变形等。
③主轴系统的径向不等刚度及热变形
从以上可以看出影响电主轴回转精度的主要原因就是轴承磨损，轴及接触面磨损。为了保证我们的电主轴能在保证精度的情况下正常工作，我们就要尽可能的降低轴承相关部位的磨损率，而降低磨损的主要方式就是润滑，对轴承开展润滑处理，保证良好的润滑及冷却效果。因此选择合理正确的润滑方式是保证电主轴正常工作的重要条件。
经过多年研究和一些客户的反应，油气润滑装置使用在电主轴上面被普遍认可，俗称“电主轴油气润滑装置”。电主轴油气润滑装置通俗的解释就是，油跟随气体的流动而往前运动。气体在运动过程中，会带动附着在管壁上面的少量油滴进入到两边的传动轴承，喷洒到摩擦面上的是带有油滴的油气混合体。这种润滑装置不仅经济、环保、快速、高效，更重要的是油滴适中，不会造成因油量过多轴承无法散热，也不会造成因油量过多，轴承在高速旋转过程中产生背压，防止了电主轴负载增加，更不会产生窜动现象。
电主轴的工作原理、典型结构及优点
电主轴的工作原理、典型结构及优点 打印引用发布时间：2010-04-25 电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”，本文介绍了电主轴的工作原理、典型结构，阐述了电主轴的关键技术，总结了其发展趋势. 1、概述 由于高速加工不但可以大幅度提高加工效率，而且还可以显著提高工件的加工质量，所以其应用领域非常广泛，特别是在航空航天、汽车和模具等制造业中。于是，具有高速加工能力的数控机床已成为市场新宠。目前，国内外各著名机床制造商在高速数控机床中广泛采用电主轴结构，特别是在复合加工机床、多轴联动、多面体加工机床和并联机床中。电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”，其性能指标直接决定机床的水平，它是机床实现高速加工的前提和基本条件。 2、电主轴的工作原理、典型结构及优点 2.1 电主轴的工作原理 电主轴就是直接将空心的电动机转子装在主轴上，定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内，形成一个完整的主轴单元，通电后转子直接带动主轴运转。 2.2电主轴的典型结构 电主轴单元典型的结构布局方式是电机置于主轴前、后轴承之间（如图所示），其优点是主轴单元的轴向尺寸较短，主轴刚度大，功率大，较适合于大、中型高速数控机床；其不足是在封闭的主轴箱体内电机的自然散热条件差，温升比较高。 1主轴箱体 2冷却套 3冷却水进口 4定子 5转子 6套筒 7冷却水出口 8转轴 9反馈装置 10主轴前轴承 11主轴后轴承 2.3电主轴的优点 电主轴省去了带轮或齿轮传动，实现了机床的“零传动”，提高了传动效率。电主轴的刚性好、回转精度高、快速响应性好，能够实现极高的转速和加、减速度及定角度的快速准停（C轴控制），调速范围宽。 3、电主轴的关键技术 “电主轴”的概念不应简单理解为只是一根主轴套筒，而应该是一套组件，包括：定子、转子、轴承、高速变频装置、润滑装置、冷却装置等。因此电主轴是高速轴承技术、润滑技术、冷却技术、动平衡技术、精密制造与装配技术以及电机高速驱动等技术的综合运用。 3.1电主轴的高速轴承技术 实现电主轴高速化精密化的关键是高速精密轴承的应用。目前在高速精密电主轴中应用的轴承有精密滚动轴承、液体动静压轴承、气体静压轴承和磁悬浮轴承等，但主要是精密角接触陶瓷球轴承和精密圆柱滚子轴承。液体动静压轴承的标准化程度不高；气体静压轴承不适合于大功率场合；磁悬浮轴承由于控制系统复杂，价格昂贵，其实用性受到限制。
数控铣床电主轴系统设计说明书
目录 引言 (1) 1.数控铣床简介 (3) 1.1.数控铣床组成 (3) 1.2.数控铣床的工作原理 (4) 1.3数控铣床加工的特点 (4) 1.4数控铣床加工的主要对象 (4) 2.电主轴概述 (5) 2.1电主轴的基本概念 (5) 2.2电主轴单元关键技术 (6) 2.2.1高速精密轴承技术 (6) 2.2.2高速精密电主轴的动态性能和热态性能设计 (7) 2.2.3高速电动机设计及驱动技术 (8) 2.2.4高速电主轴的精密加工和精密装配技术 (8) 2.2.5高速精密电主轴的润滑技术 (9) 2.2.6高速精密电主轴的冷却技术 (9) 2.3高速电主轴发展及现状 (9) 2.3.1高速电主轴技术的发展及现状 (9) 2.3.2主轴单元结构形式研究的发展 (11) 2.4电主轴对高速加工技术及现代数控机床发展的意义 (12) 2.5内装式电主轴系统的研究 (13) 3.电主轴工作原理及结构 (16) 3.1电主轴的基本结构 (16) 3.1.1轴壳 (16) 3.1.2转轴 (16) 3.1.3轴承 (17) 3.1.4定子及转子 (17)
3.2电主轴的工作原理 (17) 3.3电主轴的基本参数 (19) 3.3.1电主轴的型号 (19) 3.3.2转速 (19) 3.3.3输出功率 (19) 3.3.4 输出转矩 (19) 3.3.5电主轴转矩和转速、功率的关系 (20) 3.3.6 恒转速调速 (20) 3.3.7 恒功率调速 (20) 3.3.8 轴承中径 (20) 3.4自动换刀装置 (21) 4. 电主轴结构设计 (22) 4.1主轴的设计 (22) 4.1.1.铣削力的计算 (22) 4.1.2 主轴当量直径的计算 (23) 4.2高速电主轴单元结构参数静态估算 (23) 4.2.1 高速电主轴单元结构静态估算的内容及目的 (23) 4.2.2轴承的选择和基本参数 (23) 4.3轴承的预紧 (24) 4.4主轴轴承静刚度的计算 (24) 4.4.1 主轴单元主要结构参数确定及刚度验算 (26) 4.4.2主轴单元主要结构参数确定 (27) 4.4.3主轴强度的校核 (32) 4.4.4主轴刚度的校核 (34) 4.4.5主轴的精密制造 (35) 4.5主轴电机 (36) 4.5.1电机选型 (36) 4.6主轴轴承 (37) 4.6.1轴承简介 (37) 4.6.2陶瓷球轴承 (38) 4.6.3陶瓷球轴承的典型结构 (40)
电主轴使用说明
电主轴使用说明 电主轴是一种高速高刚度精密的电动机，其由精密滚动轴承支承，油脂润滑，外循环水冷却，雕刻(铣)主轴一般为立式使用，使用的方法正确与否将直接影响雕刻和雕铣质量，以及主轴的工作寿命。 1、避免撞击 强烈撞击，特别是主轴端部及前端盖部位绝不许撞击，否则会损坏精密轴承及主轴精度，造成主轴回转精度的丧失。 2、正确安装和夹紧 安装前应确认主轴电机状态正常，主要指外观无损伤，主轴转动轻匀。用500V摇表查定子之对地绝缘电阻在100мΩ以上。主轴电机套筒外径与夹持座孔间的配合公差必须保证主轴电机之套筒能顺利滑入座孔，在任何情况下都不能使用锤子或其他工具来使主轴定位，夹紧力不宜过大，否则会造成精密轴承的钢球滚道变形，使主轴精度及寿命受到影响。夹持后要检查主轴前端锥孔定心面的跳动应不大于0.005MM，主轴回转轻匀。 3、筒夹（ER型）压帽和刀具的安装 刀具的安装必须保证回转精度,否则会产生剧烈振动，影响雕刻(铣)质量和效率及轴承寿命。 必须十分小心的地擦净筒夹，压帽和刀具以及主轴前端之锥孔，装拆刀具应避免用力过猛。 组装后要查看刀具根部跳动﹤0.015MM若超差要通过反复放松和拧紧并调整变换刀具柄接触面来纠正，若无改善要检查各接触面是否处于正常状态，切忌乱敲打。 4、启动前必须 1）确认主轴套筒所须的循环冷却水已开通，冷却水的温度一般不要超过35°ｃ，但也不宜过低，不宜直接接用自来水，因水温过低会造成主轴电机内部热空气遇冷而形成凝水影响绝缘和轴承生锈，冷却水流量一般可在3-5L/MIN，冷却水应干净无杂屑以防堵塞通道。冷却水箱中水量约50L—100L，建议水泵用AB-25或AB-50。进出水口不能相距太近，必须使水在箱内有一冷却过程，力求使进出口水温差能达到2—3°ｃ，要避免造成热水循环而达不到冷却效果。 2）确认电源电压，频率与主轴匹配关系正确，按主轴名牌数据或产品检测报告中提供的电压与频率对应关系设置变频器的U/F 曲线，主轴插头座的1号芯接地，2.3.4号芯接变频器的U V W。启动时应先点动，查看主轴方向。（从轴伸端看主轴应逆时针旋转）若反转应即关车，切断电源，将三根进线中的任意两根对调即可。 对新启用的主轴电机宜先进行低速运行，建议先半速运行0.5-1.0小时，然后再进入高速。一般用调频调压方式启动主轴电机，应尽力避免突加满压启动。启动时间约10秒左右完成。 5、运行 按U/F曲线，调节变频器频率可以得到各种转速。此时变频器电压会自动跟踪调整至所需之值。在低速运行时，为适当提高转矩可将电压略为提高，一般可控制在标定值上浮20%左右以工作电流值接近额定值（安培）为宜。雕刻铣电主轴不许超速运行。在一定的输出频率范围内，可能会遇到负载装置（雕铣主轴）的机械共振点，引起噪音和振动加大，此时应避开此频率工作，噪音和振动即可改善。 正常运行时应做到一听，二摸，三查，并尽量避免突然刹车，刀具卡死时要及时关车。 一听----听主轴电机运转声有无干磨擦和怪叫，发现异常要及时关车检查。 二摸----摸前盖或套筒发热及振动情况是否稳定，若发热和振动加剧应及时关车检查。（轴承能承受的温度< 90°c,定子绕组<130°c） 三查----查被加工的零件的质量是否稳定，如变化大应及时关车检查。 每天工作结束后应先关断电源待主轴停转以后，再关水泵停止供水，并将主轴电机擦干净。 6、维修保养 在正常使用情况下，一般运转一年左右，应将主轴电机拆洗重新装配使用，这样可保证轴承精度和延长使用寿命。为了保证主轴电机能正常良好地工作，其拆卸装配必须由有经验的专业操作人员，在清洁干净的环境中，以及使用
电主轴维护保养
电主轴的故障分析 按照电主轴铭牌所标定的电参数设定变频器： 1、最高转速：Nmax对Fmax 2、额定电压：Ue 一般变频器输出电流最小应为电主轴额定电流的1.3倍。 3、调整二次雾化器，要求供气压力≥0.35MPa,油滴量≥70-90滴/ 分钟，油品：32＃汽轮机油。 4、进入电主轴的冷却介质：温度≤25℃，流量为6－10L/min 5、安装：电主轴装入座套，进水口在正下方，出水口在上方，前端漏水口在正下方。 6、电主轴的启动步骤：（1）通水（2）通油雾（3）通电运转 7、电主轴的停车步骤：（1）停止运转（2）停水（3）停油雾 电主轴出现故障大致可分为机械故障和电气故障两大类。主要故障包括以下六方面： 1、温升过高 2、刚性差 3、振动大 4、精度差 5、启动困难 6、掉速 电主轴的故障分析： 1、温升过高 故障分析油雾型电主轴外壳最热点温升超过25℃，油脂型电主轴外壳最热点温升超过30 ℃应视作异常。造成主轴温升过高的原因很多，主要规类为：（1）装配原因、（2）使用原因、（3）润滑原因、（4）电气原因、（5）制造质量原
因。 （1）装配原因：1）选用轴承质量差，高速旋转时轴承温 升过高。 2）轴承反装、或安装未到位。 3）装配时清洁度差，轴承工作区域混入杂物。 4）主轴轴承外径不轴承座孔内径配 合间隙过小。 5）转轴轴承档外径不轴承内孔过盈偏大。 6） 轴承间内外调整垫平行差，垂直度差。7）无导套型电主轴后轴 承外调整垫外径过大，使之与轴承座孔无间隙，后轴承组无法 在后座孔内自由移动。 8）轴承间调整垫未研磨好，造成只有 一套轴承承受轴向负荷。9）主轴施加预负荷量过大。 （2）使用原因： 1）电机冷却不够充分，冷却系统流量 偏小，水箱过小，冷却水管堵塞。 2）主轴不电源匹配、电源 供给的三相丨频电压过高。 3）配用的三相静止发频电源输出 波形差，高次谐波含量过高。 4）电主轴长时间超载、超负荷、超速运行。 5）由于操作不慎造成撞车、闷车事故，主轴及轴 承损坏。 （3）润滑原因：1）油脂润滑型电主轴选用油脂牌号不对，油脂润滑性能不好。 2）油脂填充量不足，润滑不充分。 3） 油脂填充量太多，主轴运转时无法在短时间内将多余的油脂全 部甩出工作区域。 4）主轴长期搁置后，重新启用时，未检 查内装油脂质量。 5）轴承清洗后未晾干就直接装油，主轴高 速运转时，大部分油脂被甩出工作区域。 6）油雾润滑系统工 作不正常，不能保证稳定持续供油。 7）使用油品不对、粘度
电主轴结构
电主轴结构 电主轴是现代加工技术中的一种超精密机床主轴，广泛用于机械加工、汽车零件加工、光学加工、电子加工等领域。电主轴本质上是一种集成式机电传动系统，由电机、主轴、 轴承、冷却器、传感器等组成。电主轴的质量、性能和稳定性直接影响到加工品质和加工 效率。下面就来简单介绍一下电主轴的结构。 1. 电机：电主轴的动力来源是电机，它可以是永磁同步电机、异步电机或直流电机。电机必须要能够提供足够的动力和转矩，以便使主轴在高速、重负荷和连续工作状态下能 够正常运转。 2. 主轴：主轴是电主轴的核心部分，它承载着工件和刀具，完成工件的切削加工过程。主轴可以采用不同的加工方式，如铣床、车床、磨床、钻床等，因此主轴结构也有所 不同。主轴的材质通常为高强度合金钢或高速度钢，同时经过特殊的表面处理和热处理， 在加工过程中能够耐高温、高速和高载荷。 3. 轴承：轴承是支撑主轴和工件的关键部件，它的质量和性能直接决定了电主轴的 精度和寿命。轴承通常采用高速、刚性和精密性强的角接触球轴承、高速铜壳涡流轴承、 高速滚珠轴承等。这些轴承具有自润滑、耐磨、精度高、速度快等优点，能够在高速、高温、高负荷、连续工作的环境下运行。 4. 冷却器：冷却器是电主轴的重要组成部分，它主要用于冷却轴承和主轴，降低摩 擦产生的热量和保证电主轴的稳定运转。冷却器通常采用空气冷却和水冷却两种方式，根 据不同的加工环境和设备要求选择不同的冷却方式。 5. 传感器：传感器是电主轴中的重要组成部分，它主要用于监测和控制电主轴的运 行状态。常见的传感器有转速传感器、温度传感器、振动传感器和位移传感器等。通过传 感器获取数据，可以实时监测电主轴的转速、温度、振动和位置等参数，确保电主轴能够 在合适的条件下进行加工工作。 综上所述，电主轴的结构复杂、精密度高、稳定性好，是现代制造业中不可或缺的一 种精密加工设备。电主轴在制造、加工领域的应用越来越广泛，其技术和研发方向也在不 断发展，未来将有更多的新型电主轴出现。
电主轴设计的一些要点
电主轴设计的一些要点 电主轴是工业生产中常见的一种装置，用于驱动工具进行旋转，广泛 应用于机床、数控机床、木工机械、切割、打磨和加工中心等领域。电主 轴设计要考虑多个方面的因素，下面将详细介绍一些电主轴设计的要点。 首先，设计电主轴时需要根据具体工艺要求确定最大转速。最大转速 决定了工具的加工速度和加工质量。根据工具直径和材料性质，可以计算 出所需的最大转速。 其次，电主轴设计要考虑工作时产生的热量。电主轴在高速运转过程 中会产生大量的热量，如果不能有效散热，会导致电主轴温度升高，进而 影响工具的使用寿命和样品质量。因此，设计中应考虑适当的散热装置， 如风扇和散热器，以保持电主轴的温度在合理范围内。 第三，电主轴的振动问题需要被重视。高速运转时产生的振动会影响 加工质量和工具的寿命。为了减小振动，可以采用精确平衡和减震装置来 提高电主轴的稳定性。此外，可以采用颈缩小、减小惯性和增加刚度等措 施来减小振动。 第四，选择合适的电机和轴承也是电主轴设计中的重要要点。电机的 功率和转矩必须满足工件需要的加工力矩，并能够提供所需的最大转速。 轴承的选择要考虑到负荷、转速和寿命等因素，以确保电主轴的正常运行。 第五，电主轴的刚性也是设计中需要考虑的重要因素。刚性直接影响 加工精度和稳定性。为了提高刚性，应使用高强度材料，增加结构的强度 和刚性，并采用适当的支撑结构。 第六，安全性是电主轴设计的重要考虑因素之一、应根据安全标准和 规范设计相关保护装置，如限位开关、紧急停机按钮和防护罩等。
第七，电主轴的维护和保养也需要考虑在设计中。电主轴使用一段时间后需要定期维护和保养，以延长使用寿命和保证性能稳定性。设计时应考虑易维修和拆卸的结构，以便更好地进行维修和保养。 此外，电主轴还需要考虑重量、大小、制造成本等因素。设计时应根据具体的应用场景和要求进行综合考虑。 综上所述，电主轴设计需要考虑转速、散热、振动、电机和轴承、刚性、安全性、维护和保养等方面的因素。只有综合考虑这些要点，才能设计出性能优良、稳定可靠、安全高效的电主轴。
数控机床主轴设计
绪论 随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。 现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。 本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。
一、设计题目及参数 1.1 题目 本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴 脉冲发生器等组成。我主要设计的是主轴部分。 主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在 设计的过程中要多加注意。主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。 1.2参数 床身回转空间400mm 尾架顶尖与主轴端面距离1000mm 主轴卡盘外径Φ200mm 最大加工直径Φ600mm 棒料作业能力50～63mm 主轴前轴承内和110～130mm 最大扭矩480N·m 二、主轴的要求及结构 2.1主轴的要求 2.1.1旋转精度 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。 主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。 通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 2.1.2 静刚度 主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和预紧，前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。 各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性 主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。 振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。
电主轴技术水平参数
电主轴技术水平参数 一、介绍 电主轴技术是现代制造业中常用的一种高速、高精度加工方法。电主轴技术水平参数是评估电主轴技术性能的重要指标。本文将从电主轴技术的定义、应用领域、技术原理等方面，全面、详细、完整地探讨电主轴技术水平参数。 二、电主轴技术概述 电主轴技术是一种将电机与主轴结合的机床主轴系统。它通过电机驱动主轴旋转，实现工件的高速、高精度加工。电主轴技术广泛应用于数控机床、磨床、车床等领域，为制造业提供了高效、精确的加工解决方案。 三、电主轴技术的应用领域 电主轴技术在各个制造业领域都有广泛的应用。以下是几个常见的应用领域： 1. 汽车制造 在汽车制造过程中，电主轴技术被用于车床、铣床等机床上，用于加工发动机零部件、车身零部件等。电主轴技术的高速、高精度特性可以提高加工效率和产品质量。 2. 航空航天 航空航天领域对零部件的精度要求非常高，电主轴技术可以满足这些要求。它被广泛应用于加工飞机发动机零部件、航空航天设备等。 3. 电子制造 电子产品的制造过程中需要进行精细的加工，电主轴技术可以提供高速、高精度的加工能力，被用于加工电子元器件、电路板等。 4. 精密机械制造 精密机械制造领域的产品对加工精度要求极高，电主轴技术可以满足这些要求。它被广泛应用于加工光学仪器、精密仪器等。 四、电主轴技术水平参数 电主轴技术水平参数是评估电主轴技术性能的重要指标。以下是几个常见的电主轴技术水平参数：
1. 转速范围 电主轴技术的转速范围是指电主轴能够达到的最高转速和最低转速。转速范围越宽，说明电主轴的适用范围更广。 2. 加速度 加速度是指电主轴从静止状态到最高转速所需的时间。加速度越大，说明电主轴的响应速度越快。 3. 定位精度 定位精度是指电主轴在加工过程中的定位误差。定位精度越高，说明电主轴的定位能力越强。 4. 功率 功率是指电主轴的输出功率。功率越大，说明电主轴的加工能力越强。 5. 扭矩 扭矩是指电主轴的输出扭矩。扭矩越大，说明电主轴的加工能力越强。 6. 稳定性 稳定性是指电主轴在加工过程中的振动情况。稳定性越好，说明电主轴的加工效果越好。 五、电主轴技术的发展趋势 随着制造业的发展，电主轴技术也在不断进步。以下是电主轴技术的几个发展趋势： 1. 高速化 随着工件加工要求的提高，电主轴技术需要实现更高的转速，以提高加工效率和质量。 2. 多功能化 电主轴技术将不仅仅用于加工，还可以用于其他功能，如测量、检测等。 3. 智能化 电主轴技术将通过引入智能控制系统，实现自动化、智能化的加工过程。 4. 节能环保 电主轴技术将通过降低能耗、减少废物产生等方式，实现节能环保的目标。
电主轴资料整理
金属切削机床 电主轴资料总结报告 2016.5
目录 一、电主轴简介 (3) 二、电主轴的性能 (3) 1.电主轴的静态特性 (3) 2.电主轴的动态特性 (4) 三、电主轴的润滑，冷却方式 (4) 1.液体冷却 (4) 2.空气强制冷却 (5) 四、电主轴的振动问题 (5) 五、电主轴的支撑方式 (6) 六、参考文献 (6)
一、电主轴简介 电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”。 电主轴的主要特点如下： (1)电主轴系统减少了高精密齿轮等关键零件，消除了齿轮传动误差。 (2)减少了主轴的振动，减小了噪声，提高了主轴的回转精度。 (3)用交流变频调速和矢量控制，输出功率大，调速范围宽，功率一扭矩特 性好。 (4)机械结构简单，转动惯量小，快速响应性好，能实现很高的速度和加速 度及定角度的快速准停。 二、电主轴的性能 1.电主轴的静态特性 电主轴的静刚度简称主轴刚度，是机床主轴系统重要的性能指标，它反映主轴单元抵抗静态外载荷的能力，与负荷能力及抗振性密切相关。主轴单元的弯曲刚度足，定义为使主轴前端产生单位径向位移d时，在位移方向所需施加的力f，轴单元的轴向刚度，定义为使主轴轴向产生单位位移时，在轴向所需施加的力。一般情况，弯曲刚度远比轴向刚度重要，是衡量主轴单元刚度的重要指标，通常用来代指主轴的刚度。它与主轴单元的悬伸量、跨距、几何尺寸、主轴材料的物理性能及轴承刚度有关。
电主轴故障分析及提高其可靠性措施
电主轴故障分析及提高其可靠性措施 籍永建;王红军 【摘要】电主轴在机械行业中的应用越来越广泛,如何提高其可靠性正成为人们关注的焦点.与传统主轴相比,电主轴具有许多优点,其在超高速加工中扮演着不可替代的角色.文中介绍了电主轴的特点以及常见的故障类型,并结合专家学者的研究,分别从设计环节、工作运行环节、日常维护环节三方面阐述了提高电主轴可靠性的措施.【期刊名称】《机械工程师》 【年(卷),期】2015(000)001 【总页数】3页(P7-9) 【关键词】电主轴;机械行业;可靠性;故障类型 【作者】籍永建;王红军 【作者单位】北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室,北京100192;北京信息科技大学机电工程学院,北京100192;北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室,北京100192;北京信息科技大学机电工程学院,北京100192 【正文语种】中文 【中图分类】TH133.2 0 引言 随着航天、汽车以及其他行业的不断发展，机床的高速化已经成为一种不可阻挡的潮流［1］。作为高速、超高速加工中心的核心部件，电主轴在促进高速切削技术
发展、简化机床结构、降低机床成本、提高机床可靠性等方面都发挥着巨大的作用，因此电主轴的工作性能也越来越受到业内人士的关注。 1 电主轴简介 1.1 电主轴组成部分 与传统机床主轴不同，电主轴是将主轴电机的定子、转子直接装入主轴部件内部，其具有结构紧凑、重量轻、惯性小、动态特性良好、传动效率高等一系列优点［2］。 电主轴采用变频电机与机床主轴合为一体的形式，取消电动机与主轴之间的一切机械传动环节，实现了变频电机与主轴之间的零传动。这种传动方式有效地避免了皮带或齿轮传动方式中的主轴系统在高速下易打滑、振动以及高噪声、惯量大等缺点。 1.2 电主轴的特点［3］ 与传统机床主轴（机械主轴）相比，电主轴具有无可替代的优势，笔者主要从以下5个方面进行阐述。 图1 电主轴结构示意图1.主轴2．前轴承3．前轴承座4．松拉刀装置5．电机转子6．电机定子7．电机冷却套8．主轴外壳9．后轴承10．后轴承座 1）结构设计方面。由于省去皮带、齿轮等中间传动环节，电主轴结构简单紧凑，同时也提高了工作效率，工作噪声低，振动小。 2）转速控制方面。交流变频技术的使用使电主轴能够实现无级变速（额定转速内），对工况的变化有更强的适应性。 3）内装电机控制方面。采用闭环矢量控制、伺服控制技术，在机床低速切削时可提供大转矩，高速精加工时也可提供大功率。 4）加工质量方面。易于实现高速化，工作平稳，加工质量好，加工精度高、效率高，超高速下可加工硬脆性材料。 5）生产与市场推广方面。电主轴系统实现了电机与主轴的一体化、单元化，这有
电主轴使用注意事项
电主轴使用注意事项 电主轴使用注意事项 电主轴厂家所生产的产品种类有很多，不同的产品有着不同的了解常识。其中关于电主轴的使用方法有哪些也是很重要的。下面电主轴厂家带大家来了解下电主轴的使用方法有哪些，了解电主轴的使用方法，同时也能有效的延长电主轴的使用寿命。 电主轴使用时应注意： 1.电主轴必须也变频器配合使用，电压功率、频率要匹配。 2.设置变频器首先设置基准频率，变频器的基准频率按电主轴的Z高频率设置，变频器Z高频率，转折频率和对应的电压按电主轴的铭牌数据对应设置，变频器的电流按电主轴的额定电流设置，载波频率按电主轴的功率大小设置，小于10KW电主轴按8KHZ设置，大于10KW电主轴按5KHZ设置，升速减速时间按10S左右设置，如遇到起动电流超过额定电流而保护应延长升减速时间，减速时间过短易造成前紧固罗母松动。 3.电主轴应按电机标志方向旋转，严禁改变方向使用，启动前应观察其旋转方向，如旋转错误，可改变变频器旋转设定或调查换变频器输出端UVW接线柱上的任意两根导线即可。 4.电主轴不可超过Z高转速运行，允许在运行中调整不。为延长电主轴及精密轴承的使用寿命，新电主轴或更换新轴承后的电主轴应在转速范围内分4档，分别运行1小时再升为高速，避免直接高速盍而缩短轴承寿命。 5.水冷电主轴需通从循环冷静却液进行冷静却，冷水量按1升/千瓦/分钟计算，冷却水Z低流量不小于5升/分钟；冷静却水要求使用单独水箱并添加防锈剂（或冷却液也可采用乳化液或油）。若
与切削液混用，则必须过滤切削液，否则电主轴冷静却管路易堵塞，导致电主轴损坏。 6.电主轴在装弹簧夹头时，应清除转子轴内孔，螺帽锥孔及弹簧夹头外表面杂质，以免影响精度。装拆时弹簧夹头应装有刀具，以免损坏夹头，夹紧时禁止用力过猛，以免损坏主轴。 7.电机运行时有异常声音，或振动特别大时，噪音变大，应更换轴承。 8.电主轴出现故障时，应由专业人员维修或到我公司有专业人员修理。 9.一般在75%频率左右范围内是电主轴的共振点，引起电主轴的噪声和振动加大，使用中应避免在此频率使用。 10.正常工作时电主轴常遇到发热现象，水冷电主轴表面温度与环境温度超过15度时可以认为发热（风冷电主轴表面温度与环境温度超过30度时可以主为发热）。 停机检查，用温度计检查冷却水箱里的冷静却液温度是否超过了环境温度，如超过应及时更拘低于环境温度的冷却液。也可增大冷静却箱的窖来降低温度。经检查，如水箱没问题，应检查电主轴水产是否堵塞，冷静却液是否清洁，冷却液不清洁易堵塞水道，对电主轴水道用高压压缩空气吹把水道杂物吹掉有可能解决水温问题。
加工中心电主轴结构分析及典型故障修理
加工中心电主轴结构分析及典型故障修理 摘要：叙述 SAJO10000 加工中心电主轴的机械及电气结构，分析各组成部分和功用，列举两个维修实例。 关键词：电主轴；结构；故障维修 0 引言 SAJO10000 加工中心为瑞典萨耀公司生产的 5 轴联动加工中心，机床的精度及自动化程度高，机床尺寸大，工作台尺寸1000×1000，各轴行程： X=1600，Y=1500，Z=1750，A=0°~110°，B=0°~360°。该设备使用方便，加工能力强。特别是它的主轴为电主轴，即主电机的转子即为机床的主轴，是目前较为先进的一种主轴结构。电主轴机械电器结构复杂，精度非常高，其电器控制能力技术含量高，主轴可实现 0~6000 r/min 的无级调速，其转速控制非常精确，可实现轴联动攻丝、加工高精度螺纹等作业。 1、加工中心电主轴结构 SAJO10000 加工中心电主轴的结构主要由转子和定子两大部分组成（图 1）。
图1 SAJO10000 加工中心电主轴结构 1.1 转子 转子部分包括：刀具碟簧拉紧部件，刀具松开液压油缸部件，主轴内锥空气清洁装置，刀具的内部冷却供水装置等。 （1）刀具碟簧拉紧部件。刀具碟簧拉紧部分的作用是将主轴上的刀具牢牢固定在主轴锥孔上，由数组碟簧通过预紧螺母及拉杆带动 1 个可伸缩的 4 爪拉紧钩，钩住刀具尾锥后部的拉钉，使刀具紧紧固定在主轴上。刀具拉紧力可通过调整碟簧拉杆后面的预紧螺母来实现，拉紧力的调整要适当，过松刀具易松动，过紧碟簧易损坏。 （2）刀具松开液压油缸部件。刀具松开液压油缸部件是用来反向推动碟簧使刀具与主轴分离，此液压缸体积小，工作油压较高，达到 15 MPa，对油缸的质量要求较高。 （3）主轴内锥空气清洁装置。主轴内锥空气清洁装置的作用是在主轴换刀的同时从主轴内部吹出压缩空气，清洁主轴内锥面，保证刀具定位准确、拉紧可靠。压缩空气的吹出由安装于刀具松开液压油缸上部的组合式液气控制阀来控制。
电主轴技术水平参数
电主轴技术水平参数 （原创版） 目录 1.电主轴技术水平参数概述 2.电主轴的主要参数 a.电机参数 b.主轴刚性 c.静态精度 d.动态性能 3.电主轴参数对机床性能的影响 4.如何选择合适的电主轴参数 5.结论 正文 一、电主轴技术水平参数概述 电主轴是机床的核心部件之一，其性能直接影响到机床的加工精度、效率和稳定性。电主轴技术水平参数主要包括电机参数、主轴刚性、静态精度和动态性能等方面。了解这些参数对于选择合适的电主轴和优化机床性能具有重要意义。 二、电主轴的主要参数 1.电机参数：电机参数主要包括功率 - 转速特性曲线图和扭矩 - 转速特性图。这些参数可以反映电主轴在最高转速和最大功率时的转速点等性能。 2.主轴刚性：主轴刚性包括径向刚度和轴向刚度。刚性主要是由前端刀具端的轴承决定，轴承越大主轴的刚性越好，但同时轴承越大主轴的最
高转速也会受到限制。 3.静态精度：静态精度反映了主轴在静止状态下的轴向和径向跳动。它是评价主轴精度的重要指标，但在选择电主轴时，静态精度并非唯一参考标准。 4.动态性能：动态性能主要包括高转速情况下的振动值、噪音和温度等。这些参数对于评价电主轴在高速运行时的稳定性和性能具有重要意义。 三、电主轴参数对机床性能的影响 电主轴参数对机床性能的影响主要体现在加工精度、效率和稳定性等方面。选择合适的电主轴参数可以提高机床的加工精度和效率，同时提高机床的稳定性和可靠性。 四、如何选择合适的电主轴参数 在选择电主轴参数时，需要综合考虑机床的加工范围、加工材料、加工工艺和性能要求等因素。同时，要权衡电主轴的各项性能指标，选择最适合机床的电主轴参数。 五、结论 电主轴技术水平参数是评价电主轴性能的重要指标，对于选择合适的电主轴和优化机床性能具有重要意义。
电主轴的工作原理
电主轴的工作原理 目前，随着电气传动技术（变频调速技术、电动机矢量控制技术等）的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主 轴”(E l e c t r i c S p i n d l e,M o t o r S p i n d l e)。由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机，故也称为“高频主轴”（H i g h F r e q u e n c y S p i n d l e)。由于没有中间传动环节，有时又称它为“直接传动主轴”（D i r e c t D r i v e S p i n d l e)。 电主轴的优点 电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点，而且转速高、功率大，简化机床设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。 电主轴轴承采用高速轴承技术，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍。 产品特性 高转速、高精度、低噪音、内圈带锁口的结构更适合喷雾润滑。 主要用途 数控机床●机电设备 微型电机●压力转子 步进电机
电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，将会把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置。 电主轴所融合的技术： 高速轴承技术：电主轴通常采用复合陶瓷轴承，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍；有时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承，内外圈不接触，理论上寿命无限； 高速电机技术：电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，电动机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。关键技术是高速度下的动平衡； 润滑：电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑；也可以采用脂润滑，但相应的速度要打折扣。所谓定时，就是每隔一定的时间间隔注一次油。所谓定量，就是通过一个叫定量阀的器件，精确地控制每次润滑油的油量。而油气润滑，指的是润滑油在压缩空气的携带下，被吹入陶瓷轴承。油量控制很重要，太少，起不到润滑作用；太多，在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热。 冷却装置：为了尽快给高速运行的电主轴散热，通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂，冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。 内置脉冲编码器：为了实现自动换刀以及刚性攻螺纹，电主轴内置一脉冲编码器，以实现准确的相角控制以及与进给的配合。