通用电主轴的基本机构、原理及润滑方式

发布时间：2020-10-31 12:28:22点击率：

通用电主轴的基本机构、原理及润滑方式

电主轴即以内装主轴电机为动力源，以变频器或驱动控制器为驱动源，以各种刀具和连接机构为输出端的集高效、高精、高速、高可靠性为一体的机电一体化产品，具有低噪音、低振动、构紧凑等特点。主要构包括：内装电机、支承机构、润滑机构、冷却机构、刀具接口、松拉刀机构、盖体、壳体等。其工作原理是将变频器或驱动控制器传输的电能转化为轴端输出的机械能，带动各种刀具或机构进行高速高效的切削加工以及旋转运动。
一、电主轴润滑及冷却方式
高速电主轴轴承的润滑方式可分为以下四类。
1.1油脂润滑
速度因数dmn值不甚高的电主轴可选用油脂润滑。由于油脂型电主轴是一次性装脂供使用的，因此其使用寿命有限，通常在满速运行态下两班倒可用三个月。电主轴维修油脂建议使用KLUBER公司的FIEXNBU-15型高速润滑脂。填充量约为轴承空隙的1/6。在填充油脂时，应注意周边环境的清洁度和成组轴承的排列次序。油脂润滑油型电主轴在高速旋转时无气流阻隔主轴前端冷却水的侵入，因此要加装气密封。
1.2油气润滑
使用油气润滑系统的电主轴称之为油气润滑型电主轴。油气润滑型电主轴选用多路、大气量、少油润滑系统，其润滑油是应用微机控制定量泵定时定量供给的。由于油气润滑型电主轴的润滑油是定时定量供给的因此可大大减少电主轴高速旋转时的耗油。电主轴维修主轴轴承搅油发热程度大幅度降低，主轴的dmn值得以进一步提升。一般来说，同型号轴承采用油气润滑可比油雾润滑速度提升15%到20%,属各类电主轴中可达转速最高的电主轴。由于油气润滑型电主轴用气量大，用油量少，故可以有效地减轻或避免对环境的污染。采用油气润滑的主要技术参数为：气源进气压力：0.35MPa-0.4MPa，油黏度为20-50mm3/s，电源电压为220V(单相)功率为60W，油杯容量为2-4L，定量泵每动作一次为0.2-1.0mL，定量元件0.025mL/次。
1.3油雾润滑
速度因数dmn值较高的电主轴应选用油雾润滑。油雾润滑是指主轴润滑油经由压缩空气从油杯中压出,在输油管内成微雾随压缩空气一起喷入轴承工作区，使主轴轴承得到充分润滑和冷却。油雾润滑型电主轴连续不间断润滑，因此在满速运行态下，两班倒可使用5-6个月。油品建议使用7#主轴油或32#汽轮机油，油雾器可选用二次雾化器，进气压力控制在0.3Mpa左右，用油量为80-90滴/分钟。油雾润滑型电主轴油雾废气无法集中排除，因此对环境有所污染，非全封闭设备，无环境保护措施的工场，应谨慎使用。
1.4喷油润滑
压力润滑油通过密封的润滑管道进入轴承工作区域使之得以充分润滑的电主轴称之为喷油润滑型电主轴。由于这种式的电主轴轴承能承受长久性的持续不断的润滑，其轴承润滑效果极佳，因此能获得很高的转速因数，高速性好。但这种电主轴必须依靠一套完整的密闭的供油系统来维持工作，故不宜用于常规生产实践中。在国防军工试验机中时有所见。
二、电主轴的支承方式
2.1角接触球轴承支承
以角接触球轴承为支承的电主轴高速性能好，精度高，构简单，既能承受较大的径向负荷，又能承受相当的轴向负荷，是主轴行业中量大面广的支承方式。根据轴承配置组合的不同，这类电主轴又可分为两种方式。
2.2双联配置
电主轴轴承双联配置可分为串联式(DT)组合和背对背(DB)、面对面(DF)组合。串联式(DT)组合，两套轴承相同，同向排列。既能承受径向负荷，又能承受一个方向较大的轴向负载F。按A型排列的电主轴能承受较大的轴向推力F，按B型排列的电主轴，能承受较大的拉力F’，此时轴承承受的总负荷F(F’)均分在组合的每套轴承上。即每套轴承的负荷量f=1/2F(F’)。并联(DB、DF)式组合，两套轴承对称排列。其中DB为背对背排列，能承受径向负荷，能同时承受两个方向的轴向负荷，能承受较高的倾覆力矩。DF为面对面组合，能承受径向负荷，同时承受两个方向的轴向负荷，其承受倾覆力矩能力较差，但有微量调心功能。
2.3多联配置
为获得更高的乘载能力及刚度，角接触轴承可分为三联、四联和五联等多联配置。其中常用三联和四联轴承。TT配置的轴承能承受较大的轴向推力，TT配置的电主轴通常用在高速旋碾内螺纹铜管上。TBT配置的轴承能承受较大的轴向推力，同时能承受一定的轴向拉力，这种配置适用于高速加工中心用电主轴。QBC配置的轴承能承受较大的双向轴推拉力，这种配置适用于大型加工中心用电主轴。角接触球轴承精度高，高速性好，一般都用在主轴轴系的前端。

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