电主轴的冷却和轴承的润滑
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技术综合
与一般主轴部件不同，电主轴最突出的问题之一就是内装式高速电动机的发热问题。因为电动机安装在主轴的两支撑轴承的中央，所以电动机的发热会直接影响主轴轴承的工作精度，即影响主轴的工作精度。解决的办法之一就是在电动机定子的外面加一带螺旋槽的铝质冷却套3(见图1(a))。机床工作时，冷却油－水不断地在该螺旋槽中流动，从而把电动机发出的热量及时带走。冷却油－水的流量可根据电动机发出的热量计算确定。图2给出了广东工业大学研制的GD—2型电主轴的油－水热交换系统。
(a)电动机置于主轴前后两辆承之间；(b)电动机置于后轴承之后
图1 内装式电主轴结构
图2 GD—2型电主轴油－水热交换系统
与此同时，还必须解决主轴轴承的发热问题。由于电主轴的转速高，对主轴轴承的动态和热态特性要求十分严格。除个别超高速电主轴采用磁悬浮轴承或液体动静压轴承外，目前国内外绝大多数高速电主轴都采用角接触的Si3N4陶瓷滚珠轴承，为了降低主轴轴承的温升，GD—2电主轴轴承采用了油－气润滑系统，如图3所示。它利用分配阀，对所需润滑的不同部位，按照其实际需要，定时、定量地供给油－气混合物，以保证轴承的各个不同部位既不缺润滑，又不会因润滑过量而造成更大的温升，并可将油雾污染降至最低程度。
图3 GD—2型电主轴轴承油－气润滑系统
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