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电主轴动态特性的改善

发布时间:2019-03-12    点击次数:次   
    电主轴(Spindle)组件应有较高的动刚度和较大的阻尼,使得主轴组件在一定幅值的周期性激振力作用(role)下,受迫振动(vibration)的振幅较小。通常,电主轴组件的固有频率是很高的,远远高于电主轴的最高转速(Rotational Speed),故不必考虑共振问题,按静态处理。但是对于高速主轴,特别是带内装式电动机的高速主轴(电动机转子(rotor)是一个集中质量(Mass),将使固有频率下降(descend)),则要考虑共振问题。改善动态特性(characteristic])的主要措施(指针对问题的解决办法)如下。

 
  
  ①使电主轴(Spindle)组件的固有频率(frequency)避开激振力的频率。通常应使固有频率高于激振力频率30%以上。如果发生共振的那阶模态属于主轴的刚体振动(平移或摇摆振型),则可设法提高轴承(bearing)刚度;当属于主轴的弯曲振动,则需提高主轴的刚度,如适当加大主轴直径(diameter)、缩短悬伸等。激振力可能(maybe)由于主轴组件不平衡(固有频率等于主轴转速(Rotational Speed))或断续的切削力(固有频率等于主轴转速乘刀齿数)等而产生。
 
  
  ②电主轴(Spindle)轴承的阻尼对主轴组件的抗振性影响很大,特别是前轴承。高速电主轴厂家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”。雕刻机电主轴是一种可以高速加工的电主轴,其广泛应用于一些中小型的雕刻机设备上,主要可以用于高速的雕刻、钻铣、打孔等,涉及行业更是广泛。如果加工表面的Ra值要求很小,又是卧式主轴,可用滑动轴承。例如外圆磨床和卧轴平面磨床。滚动轴承中,圆锥滚子轴承的端面有滑动摩擦,其阻尼要比球轴承和圆柱滚子轴承高一些。适当预紧可以增大阻尼,但过大的预紧反而使阻尼减小。故选择(Select)预紧时还应考虑(consider)阻尼的因素(factor)。
 
  
  ③采用三支承结构时,其中辅助支承的作用在很大程度上是为提高抗振性。
 
  
  ④采用消振装置(device)。高速电主轴厂家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”。


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