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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
