目的恒流电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、噪声低、响应快、速度快、功率大等优点,简化了机床设计,易于实现主轴定位。它是高速主轴单元的理想结构。电主轴轴承采用高速轴承技术,耐磨耐热,使用寿命是传统轴承的数倍。
电主轴由无壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置组成。电机转子通过压装方式与主轴集成,主轴由前后轴承支撑。电机定子通过冷却套筒安装在主轴单元的壳体中。主轴的速度变化由主轴驱动模块控制,主轴单元的温升由冷却装置限制。主轴后端装有速度和角度位移传感器,前端的内锥孔和端面用于安装刀具。
由于电主轴将电机集成到主轴单元中,且速度非常高,因此在运行过程中会产生大量热量,这将导致电主轴温度升高,并恶化电主轴的热特性和动态特性,从而影响电主轴的正常运行。采取一定措施控制电主轴的温度,使其保持在一定值内。机床一般采用强制循环油冷却来冷却电主轴的定子和主轴轴承,即通过油冷却装置的冷却油在主轴定子和主轴轴承外强制循环,带走主轴高速旋转产生的热量。
电主轴包括壳体、位于壳体内部的定子组件、转子组件和位于中心的转子轴。定子组件安装在机壳内壁上,转子组件固定安装在转子轴上,转子轴的前后端分别设有前后轴承,机壳的前端固定设有前盖,前轴承设置在前盖内,转子轴通过前盖和前轴承设置。
恒流电主轴通过将风叶直接连接到转子轴端部,具有结构紧凑、占地面积小、成本低等优点。使用时,转子轴的旋转可带动风叶一起旋转。通过排气孔,腔体中的气体可以产生旋风,旋风可以及时排出转子轴运行产生的热量,从而提高电主轴的工作效率。