高速电主轴的冷却关键技术

 

电主轴结构十分紧凑,通常又在高速下运转,即称为高速电主轴,因而它的关键技术是如何解决它的发热问题。电主轴的温度使其稳定在电主轴中有两大热源:内置电动机的发热和主轴轴承的发热。分析检测结果表明,转子的温度可高达140~160℃,定子温度也可达到45~85℃。为了尽快给高速运动的电主轴散热,通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂,严格控制一个恒定值内。
  现以德国CyTec公司的CySpeed系列高速电主轴为例,它的功率范围为10~60kW,最高转速为8000~40000r/min。它可具有四种不同功能的冷却回路:
  1)主轴冷却:主轴冷却回路是为了避免主轴前端伸长以及保护主轴轴承。它的目的是保持主轴温度恒定,使其与转速无关,因而可以保证主轴的精度不受电动机发热的影响。
  2)电动机冷却:电动机冷却回路是为了加强电动机对外部的散热能力,使主轴部件的壳体保持为室温状态。
  3)刀具冷却:刀具冷却是选用件,可以任意选用外部冷却或者内孔冷却,或者内外同时冷却。
  4)刀具内孔冷却:采用通过刀具内孔冷却时,冷却液在80kPa的压力下通过旋转分配器中间的孔道,打开单向阀,从刀柄(包括刀具)的中间孔喷出。为了尽快给高速运行的电主轴散热,通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂,用循环冷却剂吸收和带走电机产生的热量,保持电主轴单元壳体均匀的温度分布。冷却装置的作用是保持冷却剂的温度,电主轴常用的冷却剂是水。电主轴在最高转速时,噪声一般应低于70~75dB (A)。
  解决了高速电主轴的冷却关键技术,电主轴的品质和使用寿命就有了可靠保障。

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