最佳预紧力电主轴振动控制技术研究

目前传统型电主轴广泛采用的定压预紧已远不能满足新一代高速电主轴的动力学设计的需要，它主要表现在：对于低速大转矩段，预紧力偏小，转子系统抵抗受迫振动与自激振动能力较弱，往往表现出工件已加工表面残留的振纹较大；对于高速大功率段，预紧力又偏大，轴承温升偏高，制约了电主轴高速化，缩短了轴承的使用寿命，降低电主轴回转精度。.本项目首次提出最佳预紧力电主轴振动控制技术，建立电主轴的最佳预紧力分析理论与试验研究 2100433B

轴承刚度随预紧力的变化

趋势随着轴承预紧力的增加，轴承径向刚度变大，使得主轴系统的加工精度和工作效率有明显提高，改善了主轴的工作性能。因此，在实际工矿中，在允许的范围内提高预紧力是有重大实际工程意义的。但是，随着预紧力的增高，轴承温度增高，轴承生热也会增加，进而使得主轴系统温度提高，严重影响轴承的工作寿命和主轴的工作性能。因此，在温升允许的条件下，尽量的提高预紧力是涉及主轴传动系统需要考虑的一个重要因素。2100433B

由于电主轴将电机集成于主轴单元中，且转速很高，运转时会产生大量热量，引起电主轴温升，使电主轴的热态特性和动态特性变差，从而影响电主轴的正常工作。因此，必须采取一定措施控制电主轴的温度，使其恒定在一定值内。机床一般采取强制循环油冷却的方式对电主轴的定子及主轴轴承进行冷却，即将经过油冷却装置的冷却油强制性地在主轴定子外和主轴轴承外循环，带走主轴高速旋转产生的热量。机床另外，为了减少主轴轴承的发热，还必须对主轴轴承进行合理的润滑。

磨削电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。CK0620数控车床主轴

随着电气传动技术（变频调速技术、电动机矢量控制技术等）的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”(ElectricSpindle,MotorSpindle)。由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机，故也称为“高频主轴”（HighFrequencySpindle)。由于没有中间传动环节，有时又称它为“直接传动主轴”（DirectDriveSpindle)。

磨削电主轴 - 优点