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1、多元轴系技术实验室张国烨2015/11/30电主轴简介Start目录电主轴驱动系统 3 4 5 6支承系统润滑系统冷却系统 1电主轴种类 2换刀机构Start序言电主轴简介 机床主轴根据驱动方式分为机械主轴和电主轴。机械主轴是外置的电动机通过皮带或联轴器驱动主轴旋转;电主轴是由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床的“零传动”,由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接传动主轴”。电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点,而且转速高、功率大,简化机床设计,易于实现主轴定位,是高速主轴单元中的一种理想结构。LOGO电主轴分类第一章 一般来说,不同
2、的依据,就有不同的分类方法。比如说,根据轴承类型,可分为滚动轴承电主轴(角接触球轴承电主轴)、液体轴承电主轴(动静压电主轴)、气体轴承电主轴和磁悬浮轴承电主轴;根据电机类型,可分为异步型电主轴和永磁同步型电主轴。 按照应用来进行分类,这种分类方法也是现在很多厂家正在生产和使用的一种方法,主要分为磨削用电主轴、钻铣用电主轴、车削用电主轴、加工中心用电主轴、木工用电主轴、特殊加工电主轴和试验机用电主轴等等。LOGO电主轴分类第二章换刀机构LOGO电主轴分类第二章碟簧(1)叠合(并联)方式碟簧之间以头尾相接穿在轴上的连接方式。其效果是弹力是一个碟簧的n倍,行程为单个碟簧的行程。如:四片平行叠法,行程
3、为1片,弹力为4倍。(2)对合(串联)方式碟簧之间头对头背对背式连接穿在轴上的连接方式。其效果是弹力是单个碟簧的弹力,行程为一个弹簧的n倍。如:四片串联叠法,行程为4片,弹力为1倍。(3)混合方式将上面两种方式混合使用,如:二片平行三次串联叠法,行程为2片,弹力为4倍,LOGO驱动系统第三章变频器 变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而
4、达到节能、调速的目的。 另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。LOGO驱动系统第三章电机 目前最常见的是三相异步交流电动机,电主轴电机主要由两大部分组成。一是固定不动的部分(简称定子),二是可以自由旋转的部分(简称转子)。1-主轴;2-轴承;3-前大盖;4-壳体;5-平衡环;6-定子;7-转子;8-后盖LOGO驱动系统第三章定子铁心 定子铁心是三相异步电动机磁路的一部分。其槽中嵌放定子绕组。 由于旋转磁场相对于定子铁心以同步转速旋转,所以铁心中的磁通是交变的,为减小由于旋转磁场在定子铁心中引起的涡流和磁滞损耗,定子铁心通常采用导磁性能较好的厚度为0.350.5mm表面涂有
5、绝缘漆的硅钢片叠装而成。为了嵌放定子绕组,硅钢片的内圆表面冲有均匀分布的槽。 定子铁心槽形通常有三种,即半闭口槽、半开口槽和开口槽。(a)半闭口槽(b)半开口槽(c)开口槽LOGO驱动系统第三章定子绕组定子绕组定子铁心 定子绕组是异布电动机定子部分的电路,作用是通入三相交流电后,产生旋转磁场。它主要由定子铁心、定子绕组组成,鼠笼型和绕线型异步电动机的定子结构是完全一样的,定子绕组分单层绕组和双层绕组。电机的启动性能会好一些,功率因数可以提高一些LOGO支撑系统第四章支承系统总装图定子转子前轴承后轴承转轴LOGO支撑系统第四章轴承种类 转度高,精确度高;无摩擦力;无磨损;不需要润滑油;有卓越的速
6、度控制性能;无噪音;但是负荷能力低。转速高,机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等,特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中,但造价昂贵,且技术不是十分成熟。 回转精度高,摩擦小,转速高,承受载荷大,但是对环境污染大。 成本低,极限转速高,能够同时承载轴向力和径向力。角接触球轴承的接触角有15、25、40、60几种,随着接触角的增大,轴承的轴向刚度也增大,但径向刚度却会减小,大接触角是不利于高速旋转的。因此机床主轴轴承多用15和25两种。LOGO支撑系统第四章角接触球轴承配置方式DBDFDTTBT TFTTTQBCQFCQBTQFTQTLOGO支撑系统第四章角接触球轴承配置方式
7、LOGO支撑系统第四章角接触球轴承配置方式LOGO润滑系统第五章脂润滑油雾润滑油气润滑定义定义定义定义 油雾润滑技术是利用压缩风的能量,将液态的润滑油雾化成1um-3um的小颗粒,悬浮在压缩风中形成一种混合体,在自身的压力能下,经过传输管线,输送到轴承部位,以达到较好润滑效果的润滑方式。 单相流体油和单相气体压缩空气混合后就形成了两相油气混合流,在压缩空气的带动下,润滑油在管道内形成螺旋状连续油膜,最后以精细的连续油滴的方式送到轴承内部。 用人工的方式在轴承内部空间填充一定量的润滑脂,利用润滑脂的润滑性能来达到润滑效果。LOGO冷却系统第六章水道种类鼠笼式 水道环形水道 螺旋形水道中心水冷LOGO冷却系统第六章水流模拟谢谢观看