为了提高轴承外环的散热效果,在主轴设计中可采用主轴套筒螺旋槽冷却剂热交换系统,对主轴套筒进行强制冷却,从而带走主轴轴承外环异常产生的热量。主轴套筒螺旋槽冷却剂热交换系统采用连续、大流量、冷却液对主轴套筒进行循环冷却,冷却液从主轴套筒上的入油口输入,通过主轴轴承外环主轴套筒上的螺旋槽,与主轴套筒进行充分的热交换,将主轴轴承外环产生的绝大部分热量转移到冷却液中,从主轴套筒上的出
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为了提高轴承外环的散热效果,在主轴设计中可采用主轴套筒螺旋槽冷却剂热交换系统,对主轴套筒进行强制冷却,从而带走主轴轴承外环异常产生的热量。主轴套筒螺旋槽冷却剂热交换系统采用连续、大流量、冷却液对主轴套筒进行循环冷却,冷却液从主轴套筒上的入油口输入,通过主轴轴承外环主轴套筒上的螺旋槽,与主轴套筒进行充分的热交换,将主轴轴承外环产生的绝大部分热量转移到冷却液中,从主轴套筒上的出油口输出,然后流经热交换器,进行再一次热交换,将冷却液温度降到接近室温后,流回冷却箱,再经过压力泵增压输到入油口,从而实现循环冷却。对一台已定的机床,各传动件的尺寸一定,在润滑情况保持不变的条件下,则各传动件的空载机械摩擦损耗随摩擦表面相对转速的提高而增加。
数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。交流主轴电动机及交流变频驱动装置(笼型感应交流电动机配置矢量变换变频调速系统),由于没有电刷,不产生火花,所以使用寿命长,且性能已达到直流驱动系统的水平,甚至在噪声方面还有所降低。因此,目前应用较为广泛。主轴传递的功率或转矩与转速之间的关系。当机床处在连续运转状态下,主轴的转速在437~3500r/min范围内,主轴传递电动机的全部功率11kW,为主轴的恒功率区域Ⅱ(实线)。在这个区域内,主轴的大输出扭矩(245N.m)随着主轴转速的提高而变小。雕刻机主轴是这个行业相对比较精准的称呼,因为地方的差异所以可能叫法都不太一样,有些地方简称高速主轴,有些地方简称雕刻机用主轴,有些地方称呼为雕刻机电主轴等等其实都是一样的。主轴转速在35~437r/min范围内,主轴的输出转矩不变,称为主轴的恒转矩区域Ⅰ(实线)。在这个区域内,主轴所能传递的功率随着主轴转速的降低而减小。图中虚线所示为电动机超载(允许超载30min)时,恒功率区域和恒转矩区域。电动机的超载功率为15kW,超载的大输出转矩为334N.m。
内圈由于离心力而产生膨胀,高速旋转时。与滚动体接触应力变大,使内部预载荷增加、游隙变小、发热增加。针对此问题,开发出内圈为不锈钢的新型混合陶瓷球轴承。由于不锈钢的线膨胀系数比轴承钢小20%因而能进一步控制轴承在高速旋转时因内圈膨胀而造成的预载荷增加。润滑条件充沛,固定预载荷下dmN值可提高1.2倍。(4)主轴电机冷却水使用纯净水,水质必须清洁,为防止微生物和水垢的产生,在正常情况下应每七天换一次水,当周边环境高于30℃、又无强制制冷措施的情况下,应该每天在水温高时更换一次纯净水。定位预载紧的情况下,近来有资料介绍。内圈也使用陶瓷材料的混合型角接触球轴承。因为内圈也使用陶瓷材料,轴承内径或滚道离心膨胀小,预紧的增加也较小,加之刚性好,球和滚道的接触面积小,所以发热和膨胀也较小,可以比仅球为陶瓷的轴承达到更高转速。但是正是由于高速旋转时离心和膨胀小,与金属制主轴之间的配合应力如果过大就可能产生破坏甚至碎裂。
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,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。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。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。
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