轴承润滑的目的是减少轴承内部摩擦及磨损,防止烧粘,延长疲劳寿命,排出摩擦热,冷却。传统的滚动轴承润滑方法,如油浴润滑法、油杯润滑法、飞溅润滑法、循环润滑法和油雾润滑法等已均不能满足高速主轴轴承对润滑的要求,这是因为高速主轴轴承不仅对油的粘度有严格要求,而且对供油量也有着严格要求。为了获得润滑效果,供油量过多或过少都是有害的。实验表明,使用油气润滑的轴承温升可比使用脂润滑时降
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轴承润滑的目的是减少轴承内部摩擦及磨损,防止烧粘,延长疲劳寿命,排出摩擦热,冷却。传统的滚动轴承润滑方法,如油浴润滑法、油杯润滑法、飞溅润滑法、循环润滑法和油雾润滑法等已均不能满足高速主轴轴承对润滑的要求,这是因为高速主轴轴承不仅对油的粘度有严格要求,而且对供油量也有着严格要求。为了获得润滑效果,供油量过多或过少都是有害的。实验表明,使用油气润滑的轴承温升可比使用脂润滑时降低5~80℃,比油雾润滑降低9~160℃,随着dm·n值的增大,降温的效果更明显。而油气润滑系统则可以控制各个摩擦点的润滑油量,可靠性极高,因而可在高速主轴轴承领域应用。
主轴套筒螺旋槽冷却剂热交换系统在加工中心中应用,应考虑以下内容: ①冷却剂的选择: 常用的冷却剂有制冷剂、水、油及油水混合物,因产品具体情况选取,其中水冷降热比高、价格低廉、维护方便,深受广大用户青睐; ②冷却液或油或油水混合物冷却时介质压力约0. 4 MPa 为宜,介质流量约50 L /min 为宜。由于主轴电动机两端就是主轴轴承,电动机的发热会直接降低轴承的工作精度,如果主电动机的散热解决得不好,将会影响到机床工作的可靠性和稳定性。有限元分析表明,电主轴的定子和转子是电主轴的两大热源。冲孔:人工用样冲子在轴颈部位按圆周均匀打出小孔,靠小孔的突起部分增加轴颐尺寸。另外,电动机高速运转条件下,有近1 /3 的电动机发热量是由电动机转子产生的,并且转子产生的绝大部分热量都通过转子与定子间的气隙传入定子中。
高速电主轴是高速机床的核心部件,电主轴单元各零件的精度通常为μm级,如跳动一般为1~3μm,主轴刚度一般为100-300N/μm,因此,电主轴各零件自身的精度误差和变形量很小。然而,高速运转时,轴承发热量很大,导致轴承温升很高,并引起热变形。热变形引起的误差远大于精度误差和变形量。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。而且,热变形直接改变了轴承的预紧状况,影响轴承的刚度特性和电主轴的加工精度,严重时,甚至导致轴承的热咬合,使电主轴毁坏。
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”。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”。电磁悬浮轴承高速性能好,精度高,容易实现诊断,但是由于电磁测控系统复杂,这种轴承价格十分昂贵,而且长期居高不下,至今没有得到广泛应用。由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接传动主轴”。电主轴的高转速高达60000~180000r/min,旋转部分的任何微小不平衡量都可能引起巨大的离心力,造成机床的振动,从而影响零件的加工质量。
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