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电主轴为什么要采用油气润滑

来源:www.ahlulin.com   时间:2023-08-27 05:42   点击:178  编辑:admin   手机版

一、电主轴为什么要采用油气润滑

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。选择高品质电主轴认准钛浩,专业品质保障!因为专业,所以卓越!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。而电主轴本身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。

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。

二、主轴的润滑与密封方式分别有哪几种

(1)主轴润滑为了保证主轴有良好的润滑,减少摩擦发 热,同时又能把主轴组件热量带走,通常采用循环式润滑系 统用液压泵供油强力润滑,在油箱中使用油温控制器控制 油液温度。

近年来一部分数控机床的主轴轴承采用高级油脂 封放式润滑,每加一次油脂可以使用 7~10 年,简化了结构, 降低了成本且维护保养简单,但需防止润滑油和油脂混合, 通常采用迷宫式密封方式。

为了适应主轴转速向更高速化发 展的需要,新的润滑冷却方式相继开发出来。这些新的润滑 冷却方式不单要减少轴承温升,还要减少轴承内外圈的温差, 以保证主轴的热变形小。

油气润滑方式:这种润滑方式近似于油雾润滑方式, 所不同的是,油气润滑是定时定量地把油雾送进轴承空隙中, 这样既实现了油雾润滑,又不至于油雾太多而污染周围空气; 而油雾润滑则是连续供给油雾。

喷注润滑方式:它用较大流量的恒温油(每个轴承 3~4L/min)喷注到主轴轴承上,以达到润滑、冷却的目的。这 里需特别指出的是,较大流量喷注的油,不是自然回流,而 是用排油泵强制排油,同时,采用专用高精度大容量恒温油 箱,油温变动控制在0.5。

(2)密封在密封件中,被密封的介质往往是以穿漏、渗透 或扩散的形式越界泄漏到密封连接处的彼侧。造成泄漏的基 本原因是流体从密封面上的间隙中溢出,或是由于密封部件 内外两侧密封介质的压力差或浓度差,致使流体向压力或浓 度低的一侧流动。

该卧式加工中心主轴前支承处采用的双层小间隙密封装 臵。主轴前端车出两组锯齿形护油槽,在法兰盘 流出时,主轴护油槽在离心力的作用下被甩至法兰盘 流回油箱,达到防止润滑介质泄漏的目的。当外部切削液、切屑 及灰尘等沿主轴 排出,达到了主轴端部密封的目的。要使间隙密封结构能在一定的压力和温度范围内具有良 好的密封防漏性能,必须保证法兰盘 与主轴及轴承端面的配合间隙。

三、什么是机械主轴

机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。主轴是机器中最常见的一种零件,主要由内外圆柱面螺纹花键和横向孔组成,主轴的作用是机床的执行件,它主要起支撑传动件和传动转矩的作用,在工作时由它带动工件直接参加表面成形运动,同时主轴还保证工件对机床其他部件有正确的相对位置。

机械主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮,传递运动及扭矩,如机床主轴;有的用来装夹工件,如心轴。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外,大多数机床都有主轴部件。

机械主轴的特点就是三高一低(即:高速度、高精度、高效率、低噪音)。

1、高速度:机械主轴CNC雕铣机选用精密及高速的配对轴承,弹性/刚性预紧结构,可以达到较高的转速,可以让刀具达到最佳的切削效果。

2、高速度:7:24锥孔针对安装甚而的径向跳动可以确保小于0.005mm。因为高精度的加上高精度的零件制造就可以确保了。

3、高效率:可以利用连续微高来改变速度,使得在加工过程中可以随时控制切削速度,这样就可以达到高加工效率。

4、低噪音:平衡测试表明:凡是达到了G1/G0.4(ISO1940-1等级的,主轴在高速运转时,具有噪音小的特点。

机械主轴的精度:

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。衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。

①旋转精度:主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动(见形位公差),主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。

②动、静刚度:主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。

③速度适应性:允许的最高转速和转速范围,主要决定于轴承的结构和润滑,以及散热条件。

机械主轴的保养:

降低轴承的工作温度,经常采用的办法是润滑油。润滑方式有,油气润滑方式、油液循环润滑两种。在使用这两种方式时要注意以下几点:

1、在采用油液循环润滑时,要保证主轴恒温油箱的油量足够充分。

2、油气润滑方式刚好和油液循环润滑相反,它只要填充轴承空间容量的百分之十时即可。

循环式润滑的优点是,在满足润滑的情况下,能够减少摩擦发热,而且能够把主轴组件的一部分热量给以吸收。

对于主轴的润滑同样有两种放式:油雾润滑方式和喷注润滑方式。

机械主轴的变速方式:

1、无级变速

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,主轴的最大输出扭矩(245N.m)随着主轴转速的增高而变小。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,超载的最大输出转矩为334N.m。

2、分段无级变速

数控机床在实际生产中,并不需要在整个变速范围内均为恒功率。一般要求在中、高速段为恒功率传动,在低速段为恒转矩传动。为了确保数控机床主轴低速时有较大的转矩和主轴的变速范围尽可能大,有的数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速,使之成为分段无级变速。

机械主轴的发展形势:

10世纪30年代以前,大多数机床的主轴采用单油楔的滑动轴承。随着滚动轴承制造技术的提高,后来出现了多种主轴用的高精度、高刚度滚动轴承。这种轴承供应方便,价格较低,摩擦系数小,润滑方便,并能适应转速和载荷变动幅度较大的工作条件,因而得到广泛的应用。但是滑动轴承具有工作平稳和抗振性好的优点,特别是各种多油楔的动压轴承,在一些精加工机床如磨床上用得很多。50年代以后出现的液体静压轴承,精度高,刚度高,摩擦系数小,又有良好的抗振性和平稳性,但需要一套复杂的供油设备,所以只用在高精度机床和重型机床上。气体轴承高速性能好,但由于承载能力小,而且供气设备也复杂,主要用于高速内圆磨床和少数超精密加工机床上。70年代初出现的电磁轴承,兼有高速性能好和承载能力较大的优点,并能在切削过程中通过调整磁场使主轴作微量位移,以提高加工的尺寸精度,但成本较高,可用于超精密加工机床。

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