安阳市新程轴业机械有限公司

电主轴高速旋转散热问题引关注

 电主轴的轴承在高速旋转时会产生大量的热量而引起主轴温度的升高，而安装在电主轴端部的切削刀具在高速切削时也会产生大量的热量，因此对于运作过程中电主轴的散热问题引起广泛关注，认为必须在电主轴结构设计时考虑散热问题新型永磁电主轴。

   电主轴电机在高速运转的过程中永磁电主轴，内部产生功率损耗(包括机械损耗、电损耗等)，从而使电机发热。由于电主轴电机装在主轴单元壳体内，所以主轴电机不能直接采用风扇散热，自然散热条件也比较差。调查结果表明，电动机在高速旋转时，电动机转子的工作温度达140～160℃，定子的温度也在45～85℃。电动机产生的热量会直接传递给主轴，引起主轴热变形而产生加工误差永磁同步电主轴。

电主轴冷却回路的目的是保持主轴温度恒定，且其温度与主轴转速无关，因而可以避免主轴前端伸长并且保护主轴轴承，从而保证主轴的精度不受电动机发热的影响；电动机冷却回路主要在于电机定子的冷却，只要将定子的温度控制在较低的范围之内，就能将电机的温度加以控制。其冷却方式是对电机定子采用外循环水式冷却液实行强制冷却，加强电动机对外部的散热能力，使主轴部件的壳体保持室温状态；刀具冷却是选用件永磁电主轴厂家，可以任意选用外部冷却或者内孔冷却，或者内外同时冷却。采用通过刀具内孔冷却时，冷却液在高压下通过旋转分配器中间的孔道，打开单向阀，从刀柄(包括刀具)的中间孔中喷出。

高速电主轴根据应用场合的不同大致可以分为8大类：磨削用、铣削用、车削用、拉碾用、钻削用、加工中心用、机械主轴（不含内置电机）皮带传动主轴、特种旋转试验主轴等。一般用户常用的有磨削用、铣削用、车削用、加工中心用、机械主轴（不含内置电机）皮带传动主轴几类。

   在选择电主轴时，一定要关注你的应用场合，不同的应用场合的接口是不同的，另外一定要弄清楚你的功率要求，以及在此功率下对应的转速，这一点很关键，因为同样是1kW，在1000转和10000转的要求下电主轴的外形尺寸是相差很多的，所以工况一定要准确。另一个提醒，刀具的接口一定要明确，这也是有原则的，一般情况下BT50的接口转速只能在8000RPM一下的电主轴中使用，BT40的接口可以在18000RPM下的电主轴中使用，如果要更高的转速，刀具接口需要选择相应的HSK等高速刀具接口，数控铣削电主轴上配用的ER弹簧夹头或者SD弹簧夹头也是有一定的许用高转速的。

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，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。

组装床头箱：由于电主轴装配后拆装非常困难，为进一步测试主轴预紧力是否合理，主轴前后轴承温升是否过高，在不安装转子定子的情况下组装床头箱，进行运车试验。为防止泄漏，将前后水套安装前后法兰盘上，分别将前、后水套组件通入15bar压力冷却水，进行2小时试漏。

主轴组件动平衡：电主轴为高速主轴，主轴运动部分微小不平衡量，都会引起巨大的离心力，造成机床的振动，影响件工精度和表面质量，降低机床寿命，因此电主轴装配时必须控制好主轴组件的不平衡量。

安装定子：1MR310F-A12定子，是将冷却套安装一起供货，冷却套与箱体之间是间隙配合，为保证定子安装时顺利滑入箱体，且不漏水，加工时将必须严格控制冷却套与箱体之间是间隙在0.02～0.04之间。