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加工永磁电主轴，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永磁电主轴，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。

   电主轴电机在高速运转的过程中，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℃永磁同步电主轴，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。

对主轴电机的要求主要为：

（1）足够的输出功率，数控机床的主轴负载性质近似于'恒功率'，也就是当机床的主轴转速高时，输出转矩较小；主轴转速低时，输出转矩大；即要求主轴驱动装置要具有'恒功率'的性质；

（2）调速范围：为保证数控机床适用于各种不同的刀具、加工材质；适应于各种不同的加工工艺，要求主轴电机具有一定的调速范围。但对主轴的要求比进给低；

（3）速度精度：一般要求静差度小于5％，更高的要求为小于1％；

（4）快速：主轴驱动装置有时也用在定位功能上永磁电主轴厂家，这就要求它也具有一定的快速性。

电主轴具体是指一套组件，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、换刀装置等。电主轴技术水平的高低、性能的优劣以及整体的社会配套水平，都直接决定和影响着数控机床整机的技术水平和性能，也制约着主机的发展速度。国际上、高速、高精度数控机床普遍采用电主轴单元。在多工件复合加工机床、多轴联动多面体加工机床、并联机床和柔性加工单元中，电主轴更有机械主轴的优越性。

如何提高电主轴的国产化

由于电主轴的生产是一个跨行业的过程，需要多工种、多技术的配合，因此建立一个什么类型的企业才能满足这些需要，是们探讨的问题。

目前我国功能部件的生产厂家有4种类型：“院所型”，由研究所、大专院校以技术支撑发展而来的企业；“主厂型”，由主机厂逐步分离出来以生产某种功能部件为主发展起来的企业；“民企型”，在江浙一带大量涌现的民营企业，以劳动密集型、单一品种为主；“外商合资或是独资型”，生产部分较高水平的功能部件，但批量较小，没有独立的开发能力。

冷却装置。我们都知道在电主轴工作的时候，它的工作速度和旋转速度是非常快的，这样当电主轴在高度运转的时候，它表面的温度就会大大的，因此为了确保电主轴能够正常的工作并且避免因温度过高而产生一定的损害，我们需要做到在电主轴工作的时候能够有效的进行散热操作，这样我们就可以在电主轴的外壁上接通一些可以进行循环操作的冷却剂，而冷却装置的作用就是保持这些冷却剂的温度时刻保持在很低的温度状态。

内置的脉冲编码器。一般来讲，在建肯电主轴工作的时候，为了确保可以实现不需要任何外力的帮助就可以进行自动的换刀操作或者是自动进行一些刚性攻螺纹的生产，我们就需要在电主轴的内部安装一个内置的脉冲编码器，这样在电主轴工作的时候，脉冲编码器就可以非常准确的控制器电主轴的相角并且实现进给的有效配合。

电主轴的壳体中安装有电动机的定子，电主轴实施封闭设计，当处于高速运转状态的时候，由于缺乏散热条件，就会出现壳体中过热的问题。电主轴的内部安装有两个热源：个热源是电动机运行中会由于损耗而发热；第二个热源是由于轴承运行中产生摩擦而发热。当电机运行的过程中有热量产生，主要发挥散热作用的是主轴壳体，而且部分热量通过主轴向轴承传输，导致轴承快速升温，其寿命必然受到影响，转轴的制造精度受到热伸长的影响，主轴系统运行的性无法保证。冷却电主轴的方法是将循环冷却水套安装在定子与壳体连接的位置，同润滑轴承，使发热量减少，采用合理的润滑方式除了发挥润滑作用，而且还可以起到冷却的效果。