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高速電主軸的熱穩定性問題的原因和克服方式
發布者:精展高速電主軸  點擊:1988
    高速電主軸應用率雖然很廣泛,但也存在很多問題,其中高速電主軸的熱穩定性問題是該類主軸需要解決的關鍵問題之一。那么,高速電主軸的熱穩定性問題是因何而出現的?又該如何克服?

 

    由于電主軸將電機集成于主軸組件的結構中,無疑在其結構的內部增加了一個熱源。而電機的發熱主要有定子繞組的銅耗發熱及轉子的鐵損發熱,其中定子繞組的發熱占電機總發熱量的三分之二以上。

 

   另外,電機轉子在主軸殼體內的高速攪動,使內腔中的空氣也會發熱,這些熱源產生的熱量主要通過主軸殼體和主軸進行散熱,所以電機產生的熱量有相當一部分會通過主軸傳到軸承上去,因而影響軸承的壽命,并且會使主軸產生熱伸長,

 

    除了電機的發熱之外,主軸軸承的發熱也不容忽視,引起軸承發熱的因素很多,也很復雜,主要有滾子與滾道的滾動摩擦、高速下所受陀螺力矩產生的滑動摩擦、潤滑油的粘性摩擦等。

 

    這些摩擦會隨著主軸轉速的升高而加劇,發熱量也隨之增大,溫升增加,軸承的預緊量增大,這樣反過來又加劇了軸承的發熱,再加上主軸電機的熱輻射和熱傳導,所以主軸軸承必須合理潤滑和冷卻,否則,無法保證電主軸高速運轉。

 

    為改善電主軸的熱特性,電機冷卻必不可省,具體的措施就是在電機定子與殼體連接處設計循環冷卻水套。這里的水套用熱阻較小的材料制造,套外環加工有螺旋水槽,電機工作時,水槽里通入循環冷卻水。為加強冷卻效果,冷卻水的入口溫度應嚴格控制,并有一定的壓力和流量。

 

   另外,為防止電機發熱影響主軸軸承,主軸應盡量采用熱阻較大的材料,使電機轉子的發熱主要通過氣隙傳給定子,由冷卻水吸收帶走,使得高速電主軸的熱穩定性保持平衡。


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