でんきしゅじく

高速主軸は高速切削工作機械の核心部品であり、主軸の回転速度要求の絶えずの向上に伴い、伝統的な歯車であるベルト変速伝動システムは自身の振動、騒音などの原因で要求を満たすことができなくなったが、新型の機能部品である電気主軸であり、主軸モータと工作機械主軸を結合し、主軸モータと工作機械主軸の一体化を実現した。電子センサは電気主軸の温度を制御し、水または油冷循環システムを提供し、主軸を高速回転時に恒温に維持し、一般的に一定の設定温度を20°~ 25°の範囲内に制御でき、精度は±0.7°であると同時に、オイルミスト潤滑、ハイブリッドセラミック軸受などの新技術を採用し、主軸をメンテナンスフリー、長寿命、高精度にする。

電気主軸は初めて内円研削盤に用いられ、1980年代、デジタル制御工作機械と高速切削技術の発展と需要に伴い、電気主軸技術は徐々に加工センター、デジタル制御フライス盤などの高級デジタル制御工作機械に応用され、近年の工作機械技術の重要な成果の一つとなった。工作機械技術、高速切削技術の発展と実際の応用の需要に伴い、人々は工作機械の電気主軸の性能に対してますます高い要求を提出している。現在、高速デジタル制御工作機械の電気主軸の研究開発と生産に従事する海外会社の技術はこの分野の高いレベルを代表している。これらの会社が生産する電気主軸は以下の特徴を持っている：高出力、高回転速度、高速、高剛性軸受を採用し、セラミックス軸受、液体静圧軸受を主とし、空気潤滑軸受、磁気浮上軸受を特別な場合に用いる、高レベル精密加工と組立技術、補助制御システムは高レベルであり、ロータ自動平衡システム、軸受オイルガス潤滑及び精密制御システム、定ロータ冷却温度精密制御システム及び主軸変形温度補償精密制御システムなどを含む。

電気主軸集積技術

電気主軸は電気主軸自体とその付属品を含む部品である：電気主軸、高周波周波インバータ、オイルミスト潤滑器、冷却装置、内蔵エンコーダ、ナイフ交換装置。

1、高速軸受技術

電気主軸は通常、動圧軸受、混合セラミック軸受、電磁懸濁軸受を用いている。動力軸受は高い剛性と減衰を有し、加工効率を大幅に向上させ、加工品質を向上させ、工具寿命を延長し、加工コストを減少させ、大部分の軸受寿命は無限に長い。現在、複合セラミック軸受は電気主軸ユニットに広く応用されており、このような軸受転動体は熱圧Si 3 N 4セラミックボールを採用しており、軸受スリーブは依然として鋼リングであり、標準化の程度が高く、工作機械の構造変化が少なく、メンテナンスが容易である。電磁懸濁軸受は良好な高速性能と高精度を有し、診断とオンラインモニタリングを容易に実現する。しかし、電磁制御システムの複雑さのため、この軸受は高価であり、長期にわたって高い価格を維持してきたが、現在では広く使用されていない。

2、高速モータ技術

電気主軸はモータと主軸が融合したものであり、モータロータは主軸の回転部材であり、理論的には電気主軸は高速モータと見なすことができる。重要な技術は高速の動平衡である。

3、潤滑

電気主軸の潤滑は一般的にタイミング定量油ガス潤滑を採用し、グリースを使用して潤滑することもできますが、対応する速度を減らす必要があります。タイミングとは、一定時間ごとに油を注入することを意味します。定量とは、定量弁と呼ばれる装置によって1回あたりの潤滑油の量を正確に制御することを指す。オイルガス潤滑とは、圧縮空気を用いてセラミックス軸受に潤滑油を吹き込むことを指す。油量の制御は重要で、少なすぎて潤滑できない、多すぎて、軸受が高速回転すると、油の抵抗で発熱します。

4、冷却装置

高速電気主軸の放熱を迅速に行うために、通常は電気主軸の外壁に循環冷却液を導入し、冷却装置の役割は冷却液の温度を維持することである。

5、内蔵パルスエンコーダ

自動メス交換と剛性タッピングねじを実現するために、電気主軸にパルスエンコーダを内蔵し、正確な位相角制御と送りとの協調を実現する。

6、自動刃交換装置

加工センターに応用するために、電気主軸には自動メス交換装置が備えられており、皿ばね、ブローチシリンダなどが含まれる。

7、高速工具の取り付けカード

よく知られているBT、ISOカッターは、高速加工には適さないことを実践的に証明している。この場合、HSK、SKIなどの高速ツールが登場します。

8、高周波変換装置

電気主軸の毎分数万~十数万回転の回転速度を実現するには、電気主軸に内蔵された高速モータを駆動するために高周波インバータを使用する必要があり、インバータの出力周波数は数千または数千ヘルツに達する必要があります。

電気主軸のよくある故障：

1.加工精度が低下する。

2.円柱度が許容範囲を超えている。

3.主軸発熱。

4.騒音は大きいが、手で主軸を回転する抵抗は小さい。

（1）故障解析

主軸部品の取り外し検査中に、故障原因は以下の通りであることが分かった：

①マシニングセンタ機械主軸軸受グリースに塵と水分が混入している。これは、この加工センターで使用されている圧縮空気には細かいろ過や乾燥装置がないため、エアブロー屑を動かすと、少量のほこりや水蒸気がスピンドル軸受のグリースに入り込み、潤滑不良、発熱、騒音が大きくなる、主軸内テーパ孔の位置決め面に若干の擦り傷があり、テーパ孔とシャンクテーパ面の嵌合不良、若干偏心がある、

②主軸軸受の前軸受の予締力が減少し、軸受遊びが増加する、

③主軸自動クランプ機構の皿ばねの一部は疲労失効し、刃具は全部締め付けられず、少し遊びがある。

（2）障害処理

加工センターで主軸軸受とグリースを交換し、軸受遊びを調整し、簡易研削盤を作製し、主軸内テーパ孔の位置決め面を手動で研磨し、塗色法で検査し、刃柄と主軸中心テーパ孔の接触面積が85%より大きいことを確保する。蝶形スプリングを交換してください。修理後の主軸を主軸箱に戻し、そしてマイクロメーターで径方向の鼓動を検査し、150 mmの近端は0.006 mm未満、遠端は0.010 mm未満である。試験加工、主軸の温度上昇、騒音は正常で、加工精度は加工技術の要求を満たし、更に故障を排除する。

改善策：

①圧縮空気精密ろ過と乾燥装置を追加し、定期的にろ過器を排出し、定期的にろ過器を洗浄または交換する、

②主軸のテーパ穴、刃の清潔度と配合状況を随時検査し、空気乾燥器の動作が正常かどうかを検査する、

③材料切除率の急激な変化を避けるために加工技術を合理的に手配する、

④過負荷運転は厳禁し、故障があれば速やかに修理し、病気を持って運転してはならない。