Trục chính điện là sự kết hợp giữa trục chính của máy công cụ và động cơ truyền động. Nó là thành phần cốt lõi của máy CNC cao cấp. Về mặt cấu trúc, nó là động cơ, chỉ được sử dụng trong ngành công nghiệp chế biến máy công cụ, không giống như động cơ truyền thống, đầu ra của động cơ sẽ được trang bị một công cụ để phay - mài - tiện và các chế biến khác, độ chính xác của máy công cụ hoàn toàn phụ thuộc vào độ chính xác quay của rôto động cơ, vì vậy so với động cơ truyền thống, yêu cầu về độ chính xác quay của rôto trục chính điện cao hơn.

I. Tầm quan trọng của trục chính điện

Ngành công nghiệp sản xuất thiết bị là ngành công nghiệp trụ cột của nền kinh tế quốc dân, ngành công nghiệp máy công cụ là nền tảng của ngành công nghiệp sản xuất thiết bị, tất cả các bộ phận và thiết bị có yêu cầu về độ chính xác đều cần gia công máy công cụ. Việc quay trục chính của máy công cụ được điều khiển bởi động cơ. Các máy công cụ truyền thống đều là động cơ không đồng bộ. Thông qua ròng rọc để điều khiển trục đầu vào của hộp số, máy công cụ thông qua việc thay đổi lưới bánh răng bên trong hộp số để đạt được tốc độ điều chỉnh của trục chính của động cơ. Trục chính điện là thành phần chức năng cốt lõi của máy công cụ có độ chính xác cao. Rotor động cơ được trang bị trực tiếp với công cụ cắt, loại bỏ liên kết truyền giữa ròng rọc trung gian và hộp số. Vai trò của nó là kéo công cụ (bánh xe mài) hoặc phôi quay để đạt được tốc độ cao và hiệu quả gia công chính xác. Hiệu suất của trục chính của máy công cụ phần lớn quyết định hiệu quả xử lý và chất lượng xử lý của máy công cụ, có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất của máy công cụ.

II. Vị trí công nghiệp của trục chính điện

Các doanh nghiệp trục chính điện thường có quy mô nhỏ, thiếu các doanh nghiệp hàng đầu và thương hiệu công nghiệp, công suất tổng thể không thể đáp ứng nhu cầu thị trường.

Thị trường trục chính trung bình và thấp đã được bản địa hóa, nhưng các sản phẩm cao cấp như trục chính điện của trung tâm gia công và trục chính điện đầu xoay vẫn phụ thuộc vào nhập khẩu. Ngành công nghiệp hỗ trợ linh kiện trục chính yếu và một số lĩnh vực quan trọng vẫn còn trống. Hiện nay, thép cường độ cao và độ dẫn từ cao, 0,20/0,35 độ dẫn từ cao và tổn thất thấp tấm thép silic, hệ thống kéo HSK tốc độ cao, khớp quay tốc độ cao, hệ thống cân bằng động trực tuyến, hệ thống kiểm tra tích hợp, bộ mã hóa độ phân giải cao tốc độ cao và các bộ phận khác, chưa có nhà sản xuất chuyên nghiệp.

III. Tình trạng kỹ thuật của trục chính điện

Trục chính điện của vòng bi tiếp xúc góc: hiện nay công nghệ dẫn đầu là 35KW, 18000rpm trục chính điện, xuyên tâm nhảy 1,5 micron, độ cứng tĩnh 300 bò/micron, vòng bi được bôi trơn bằng dầu khí, được sử dụng trong trung tâm gia công và máy phay CNC. Tốc độ quay tối đa của trục chính điện được sử dụng bởi các trung tâm gia công loại dầu mỡ trên thế giới là 60000rpm, tốc độ quay tối đa của phay CNC loại dầu bôi trơn là 140000rpm, trong khi công suất trục chính điện cao có thể đạt 80kW, tốc độ quay là 10000rpm, mô-men xoắn tối đa có thể đạt 380Nm.

Trục chính điện áp lực tĩnh: Hiện tại, Trung Quốc đã phát triển một loại động cơ được xây dựng trong trục chính áp lực tĩnh lỏng cho máy mài trục cam/vòng ngoài siêu tốc, công suất định mức/tốc độ quay tối đa 35kW/10000rpm, nhịp xuyên tâm 1μm. Trục chính điện mài tròn được phát triển trên phạm vi quốc tế, tốc độ làm việc tối đa là 7600rpm, công suất là 50Kw, độ cứng xuyên tâm của bánh xe là 320 N/μm.

Gas Bearing Electrical Spindle: Quảng Châu phát triển thành công DQFZ-200 Air Bearing Electrical Spindle, tốc độ quay đạt 200.000 vòng/phút, đã được sử dụng hàng loạt trong ngành công nghiệp khoan PCB. Trục chính sử dụng vòng bi áp suất không khí tĩnh và động cơ DC nam châm vĩnh cửu hiệu suất cao, độ lệch động nhỏ hơn 8μm, đường kính khoan tối thiểu có thể đạt 0,05mm; Khu vực trục chính điện mang khí cho máy công cụ siêu chính xác: NAM-820 được phát triển bởi Viện máy công cụ Bắc Kinh, tốc độ quay trục chính là 1000 vòng/phút, độ cứng xuyên tâm là 150 N/μm, độ chính xác quay là 0,05 μm, các chỉ số hiệu suất gần với mức độ quốc tế và đã được thương mại hóa. Máy công cụ siêu chính xác 5 trục liên kết 500FG được sản xuất vào năm 2000, tốc độ quay trục chính mang không khí 20-2000rpm, lỗi quay trục chính nhỏ hơn 0,025μm.

IV. Kết luận

Tóm lại, trục chính điện là một thiết bị cơ điện tử có độ chính xác cao. Từ tất cả các thông số trên, có thể thấy rằng trục chính điện có yêu cầu cao hơn về độ cứng hỗ trợ và độ chính xác quay. Không giống như động cơ thông thường theo đuổi hiệu quả cao và mật độ năng lượng cao, trục chính điện tập trung nhiều hơn vào khả năng gia công cơ khí của nó. Do đó, trục chính điện, mặc dù cũng là động cơ, nhưng phần cơ học là chìa khóa cốt lõi của nó.