2024年2月14日发(作者：)
功能部件FunctionUnits#电主轴技术讲座#SeminaronMotorizedSpindle第二讲 电主轴的基本参数与结构(二)LessonÒMainSpecificationsandStructureofMotorizedSpindle(Ò)周延5 润滑 滚动轴承在高速回转时,正确的润滑极为重要,稍有不慎,将会造成轴承因过热而烧坏。当前电主轴主要有两种润滑方式。(1)油脂润滑 是一次性永久润滑,不需任何附加装置和特别维护。但其温升较高,允许轴承工作的最高转速较低,一般dmn值在110@106以下。在使用混合轴承条件下,其dmn值可以提高25%~35%。(2)油-气润滑 是一种新型的、较为理想的方式,图8为其润滑系统原理图。它利用分配阀对所需润滑的不同部位,按照其实际需要,定时(间歇)、定量(最佳微量)地供给油-气混合物,能保证轴承的各个不同部位既不缺润滑油,又不会因润滑油过量而造成更大的温升,并可将油雾污染降至最低程度,其dmn值可达119@106。为了保证装置的正常工作,德国GMN公司还规定:油-气润滑用油的清洁度要达到ISO4406的13/10级标准。油-气润滑装置外观见图9。 李中行6 轴承类型与润滑方式的组合 国外多数电主轴公司可以为套筒外径尺寸相同、功率相同的电主轴提供3种或2种轴承类型和润滑方式的组合。它们分别具有不同的最高转速,以供用户选择。例如,瑞士IBAG公司提供的3种组合方式为:混合轴承配油-气润滑,最高转速为n1;钢轴承配油-气润滑,最高转速为n2;混合轴承配油脂润滑,最高转速为n3。这3种组合中,以n1为最高(约为n2和n3的120%)。实践证明,在相当大的功率和转速范围内,可以做到n2=n3。以瑞士IBAG公司的产品为例,在功率115~25kW、转矩在012~16N#m、套筒直径在<60~170mm的范围内,n2=n3。这就意味着: 油-气润滑装置一般由专业的润滑功能部件公司设计制造。电主轴公司选购以后,设定不同的定时、定量值和选定含某种特别添加剂的油,再成套供应给电主轴用户。其他润滑装置还有油雾润滑。尽管其价格比较便宜,但它污染环境,损害工人健康。国外电主轴公司已不再向用户提供油雾润滑装置。# 74#如采用混合轴承加永久性油脂润滑,其最高转速与钢轴承加油-气润滑可以达到相同的数值,这样就可省去1套油-气润滑部件,使维护工作大为简化。这充分显示了混合轴承的优越性,在设计和选用电主轴时要善于运用这一点。电主轴公司在功率、转矩和套筒直径相同的条件下,提供多种轴承与润滑的组合方式,为用户提供方制造技术与机床2003年第8期
FunctionUnits功能部件便。7 流体静压轴承 流体静压轴承为非接触式轴承,具有磨损小、寿命长、旋转精度高、阻尼特性好(振动小)等优点。用于机床电主轴上,在加工工件时,可使刀具寿命长、加工表面质量高。 气体静压轴承电主轴的转速可高达100000~200000r/min。其缺点是刚度差,承载能力低,在机床上一般只限用于小孔磨削和钻孔。图10和表3分别为洛阳轴承研究所生产的用于印制电路板钻孔、小孔磨削的气静压轴承电主轴和硅片切割机用静压轴承电主轴的外形图和规格。表3 洛阳轴承所的气静压轴承电主轴技术规格数控钻床用气静压轴承电主轴主轴型号62ZDS90Q转速/(r/min)90000功率/kW0.45电压/V220电流/A2频率/Hz1500变频器/kVA2轴承气浮轴承夹头EX1010硅片切割机用气静压轴承电主轴电动机主轴型号80XD30Q80XD30QA80XD40Q转速/(r/min)kW30010.40.75V153220220A5.21.63.2Hz5005006672.20.751.5外径外径外径水水水气浮轴承气浮轴承气浮轴承专用刀具专用刀具专用刀具变频器/kVA定位冷却轴承轴端连接表4 IBAG公司磁悬浮轴承电主轴的主要规格主 轴 类 型主 轴 型 号油气润滑混合轴承/(r/min)转速油气润滑钢轴承/(r/min)油脂润滑混合轴承/(r/min)恒功率(S1)/kW峰值功率/kW恒功率时转矩(S1)/N#m锥度类型装卡直径套筒直径/全长 /mm重量/kg主轴冷却量/(kcal/h)IBAG矢量控制 ¹1kcal/h=1.163W。¹AMB120MA/MD))))))700007.0111.0HSK(选项W)SKI;BBT(选项W)/mmHSK-E251~10120/301252000)))200MA))))))4000040999.6HSK-E501~20200/438964500))) 液体静压轴承刚度高,承载能力强。最近,美国INGERSOLL铣床公司和瑞士IBAG电主轴公司先后制造技术与机床2003年第8期成功地推出了以油为介质的静压轴承电主轴。IBAG公司的型号为HA120,用于加工中心,其最高转速为# 75#
功能部件FunctionUnits32000r/min,转矩为20N#m。8 磁悬浮轴承 磁悬浮轴承又称磁力轴承。它依靠多副在圆周上互为180b的电磁铁(磁极)产生径向方向相反的吸力(或斥力),将主轴悬浮在空气中。轴颈与轴承不接触,径向间隙为1mm左右。当承受载荷后,主轴在空间位置发生微弱变化,由位置传感器测出其变化值,通过电子自动控制与反馈装置,改变相应磁极的吸力(或斥力)值,使其迅速恢复到原来的位置,使主轴始终绕其惯性轴作高速回转。故这种轴承又称为主动控制磁力轴承(ActiveMagneticBearing),其工作原理见图11。图12示出具体结构和各组成部分的功能,两端滚动轴承在主轴静止时作支承用。图13为这种电主轴的外形和组成元件。IBAG公司磁悬浮轴承电主轴的主要技术性能见表4。磁悬浮轴承技术已出现约30多年,因价格太高,长期以来一直没能在民用工业得到推广应用。近年来,由于电子技术和控制用计算机技术(主要是DSP芯片)的飞速发展,使此项技术已开始走向商品化的实用阶段。德国GMN公司(与日本SEIKOSEIKI公司联合开发)和瑞士IBAG公司等均已有成熟的产品供应。我国洛阳轴承研究所已向用户提供轴向为磁力轴承的电主轴。磁悬浮轴承电主轴在空气中回转,其dmn值可以高出滚动轴承的1~4倍,最高线速度可高达200m/s(陶瓷球轴承为80m/s)。由于不接触,因此没有磨损,无需任何润滑,寿命很长。由于磁悬浮轴承轴心的位置用电子反馈控制系统进行自动调节,因此其刚度值可以任意设定,可自动动平衡和主动控制阻尼而将振动减至很低。这种轴承温升低,回转精度极高(可高达011Lm),主轴轴向尺寸变化也很小,是一种很有发展前途的电主轴。第一作者:周延112号,邮编:100036(编辑 宋业钧)
#消息#6月26日,深圳福斯特数控机床有限公司近期推出的两项新产品:/小型数控等离子切割机0和/高速数控模具雕铣机0,在深圳市科技局组织有关专家召开的/产品成果鉴定会0上通过了产品鉴定。11小型数控等离子切割机具有高效、简单、实用、紧凑和操作方便等优点。填补了国内/小型数控等离子切割机0的空白。21高速数控模具雕铣机床结构造型美观实用,该产品在雕铣机床上首次采用可更换主轴的形式,实现半精铣和精密雕刻加工过程中工件不落地,提高了加工效率和质量。该产品是一款集精密机械加工、电气控制、计算机技术于一体的机电一体化高技术产品,该产品在开门低速对刀、主轴安全保护等方面达到了国内领先水平,具有良好的发展前景。# 76#制造技术与机床2003年第8期(收稿日期:2003-05-13)
,北京市海淀区翠微东里8号楼
