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解读精密电主轴的合理预紧力控制
发布时间:2019-08-15   点击次数:31次
   解读精密电主轴的合理预紧力控制
  精密电主轴结构就是将电机的转子直接作为机床的主轴,主轴单元的壳体就是电机座,并配合其他安全保障措施,实现电机与机床主轴的一体化。电主轴结构的基本构成通常由电主轴单元、轴承及其润滑单元、主轴冷却单元以及动平衡单元组成。
  精密电主轴的合理预紧力控制:
  为提高精密电主轴的刚度,抑制振动及高速回转时滚珠公转和自转的滑动,提高轴的回转精度等,在主轴上使用的滚动轴承均需预紧。预紧的方式主要有恒位置预紧和恒力预紧。
  恒位置预紧是将轴承内外圈在轴向固定,以初始预紧量确定其相对位置,运转过程中预紧量不能自动调节。随着转速的提高,轴承滚子发热膨胀、内外圈温差增大、滚子受离心力及轴承座的变形等因素影响,使轴承预紧力急剧增加,这是高速主轴轴承破坏的主要原因。但这种预紧方式具有较高的刚性,如果采用陶瓷球轴承,并适当润滑和冷却,在dn值小于2.0×106的高速电主轴单元中仍广泛应用。
  恒力预紧是一种利用弹簧或者液压系统对轴承实现预紧的方式。在高速运转中,弹簧或液压系统能吸收引起轴承预紧力增加的过盈量,以保持轴承预紧力不变,这对超高速主轴特别有利。但在低速重切削条件下,由于预紧结构的变形会影响主轴的刚性,所以恒力预紧一般用在超高速、载荷较轻的磨床主轴或者轻型超高速切削机床主轴上。
  在超高速加工中心主轴单元中,为了克服上述两种预紧方式的缺点,使精密电主轴单元既能适应低速重载加工,又能适应超高速运转,开发出可进行预紧力切换的预紧机构。在低速重切削时,轴承在恒位置预紧下工作;当高速轻切削时,系统可自动切换成恒力预紧方式,以防止预紧力增大,使轴承的高速性能得到发挥。

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