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电主轴的结构和发展趋势

时间:2022-05-05浏览:293次

电主轴由不带外壳的电机、主轴、轴承、主轴单元外壳、驱动模块和冷却装置等组成。电机的转子通过压配方法与主轴形成一体,主轴由前后轴承支撑。电机的定子通过冷却套安装在主轴单元的外壳中。主轴的速度变化由主轴驱动模块控制,而主轴单元中的温升由冷却装置限制。在主轴后端装有测量速度和测角位移的传感器,前端的内锥孔和端面用于安装刀具。


在数控机床中,电主轴通常采用变频调速方式。主要有三种控制方式:普通变频驱动与控制、矢量控制驱动与控制、直接转矩控制。


普通变频是标量驱动和控制,其驱动控制特性是恒转矩驱动,输出功率与转速成正比。普通变频控制的动态性能不理想,低速时控制性能差,输出功率不够稳定,不具备C轴功能。但由于价格低廉,结构简单,一般用在磨床和普通的高速铣床等。


矢量控制技术模仿直流电动机的控制,利用转子磁场定向和矢量变换的方法实现驱动和控制,具有良好的动态性能。矢量控制驱动器启动初期转矩值很大,电主轴本身结构简单,惯性很小,所以启动加速度大,启动后瞬间就能达到允许的极限速度。这种驱动器有开环和闭环两种,后者可以实现位置和速度的反馈,不仅具有更好的动态性能,还可以实现C轴功能;前者动态性能稍差,不具备C轴功能,但价格更便宜。


直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的一种新型的高性能交流调速技术,其控制思想新颖,系统结构简洁明了,更适合驱动高速电主轴,更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬时准停的动、静态特性的要求,它已成为交流传动领域的热门技术。

Y10036-B2(380V)主轴 (1).jpg

电主轴的技术随着技术的更新、高速切削技术的发展和实际应用的需要,人们对机床电主轴的性能提出了越来越高的要求,电主轴技术的发展趋势主要表现在以下几个方面:


1、向高速大功率和低速大转矩的方向发展。


2、向高精度、高刚性方向发展。


3、向精确定位(准停止)方向发展


4、向快启、快停的方向发展。


5、向超高速方向发展。


6、GDZ09电主轴向标准化方向发展,GDZ09电主轴是磨削内孔的专用高精度电主轴,主要用于各种金属工件的精密磨削。