高速电主轴系统的温升控制

算， 对其在一定升温范围内
的膨 胀量 做 充分 的考虑 。 我 们 通 过 图 ２和 图 ３所 示 关 系 对 轴 承 配 合 选 择 和 温 度
传递有一个直观了解。
设计时可按以下 ， 在结构允许 的条件下 ， 尽可能 将轴承支撑点远离转子 ， 加大前后轴承的跨距 ， 即： 避免上
３ 结 语
右 ，以油脂能均匀地在每个滚动体上形成一层薄油膜时
无 论 是设 计 阶段 还 是装 配 阶段 ，对 于产 生 电 主轴 系
的量 为最 佳 ；４ 如使 用 角接 触 球 轴 承 ， 轴 承 预 紧 时 避 统温升的主要环节 ， （） 在 我们应该严格控制 ， 把不该产生的热 免过 大 的预 紧 力 。 量消除掉 ， 把不可避免的热源尽量降到最低。 在整个系统 我公 司按 以上 方 法在 该 数 控车 床 上 安装 后实 验 得 出 的数 据 如表 ｌ 示 。 所 ． 的设计 当 中 ， 一定 要 做 到热 平衡 ， 样才 能使 整 个 电 主轴 这 系统 中的各 部分 更接 近热 平 衡 。 量产 生 是不 可避 免 的 ， 热
环境温度控制也非常重要。 一般情况下 ， 最好能在常 温下工作 ， ２ ￣￣ ￣为最佳温度 。 即 ０ ２Ｃ Ｃ
使得滚子 的摩擦力变小 ， 从而可 以减少温度进一步升高 ；
（） ３ 尽量 采 用 油润 滑 或油 气 润滑 ， 样 不仅 可 以起 到 润滑 这
除此 之外 ， 还要 适 当控 制 电主轴 系统 的动 平衡 ， 于 对 作用 ， 还有效地起到冷却作用 ； 如果 由于结构限制 只能采 高速 电主轴来说 ， 动平衡 等级应达 到 Ｇ ．级 ， Ｏ ４ 这里对该 取脂润滑 ，那么我们在装配时对润滑脂 的射入量要严格 项不作详细说明。 控 制 ， 般 情 况 下 不宜 过 多 ， 轴 承 滚 子 空 间 的 １ ０ 一 取 ／ 左 １
承外 圈升温时 ， 会导致轴承外 圈没有 向外膨胀空间 ， 在箱 片 ）效果会更佳 ； ， 也可以采用两侧加外置轴流风机 进行 体的作用下 向滚子方 向膨胀 ， 导致滚子空间变小 ， 这样会 冷却 ， 这种方式结构简单 ， 成本较低 ， 具体选择可根 据设
加 剧摩 擦力 ， 使得 温 升加 速 ， 生一 种 恶性 循 环 。 以 ， 产 所 如 果外 圈 留有 一定 的 膨胀 量 的话 ， 会 在受 到 温升 后 膨胀 ， 则 计需 要进 行 选择 。
决 定性 的作 用 ，必 须强 调要 严 格 按 照 电主 轴制 造 厂 家所
提供的相关数据进行设计 。 定子的安装非常重要 ， 在设计 作者 简介 ： 建锋 （ ９ ２ ） 男 ， 柳 １ ８ 一 ， 助理工程 师， 主要从 事高精 度数控 车
箱体 与定子 的配合 圆尺寸时 ， 特别注意要使定子与箱体 在垂直两个面 内的变形量相等 ，否则在工作 中由于转子
述 几个 发热源 之 间距 离 过近 ， 利 于热量 散 失 ；２ 在 轴 承 不 （）
配合尺寸计算过程 中， 要考虑到轴承在冷装 的条件下 ， 外 与定子之间的气隙不均匀 ， 导致热气流的分布不均匀 ， 而 圈与箱体或法兰之间的配合 ，对于高速轴承来说应选用 引起箱体 的受热不均匀，这样一来会造成箱体产生不均 小间隙的配合 ， 这样做的 目的主要是考虑到 ， 轴承在高速 匀的变形 ， 这种不均匀的变形转加到定子和轴承外圈上 ， 运转 中 ， 由于摩擦力 的存在 ， 滚子 不断摩擦生热 ， 使轴承 会使本来平衡的系统变得不平衡 ， 导致恶性循环 ， 整个系
滚动体受热膨胀 ， 体积增大 ， 同时轴承外圈在受到滚子的 统温度居高不下。
热传 递 后 ， 要 热 膨 胀 ， 以 ， 也 所 只要 我们 保 证 在 高 速 运 转 转子 和 定子 部 分 的冷 却也 很 重要 。一般 采 用 在 定子 中， 轴承外圈膨胀后与箱体有一定 的过盈量就可 以了。 反 与箱体之间增加冷却套 ，利用不断循环 的冷却液体进行 之， 如果我们在冷态就让轴承有一定的过盈量 ， 那么当轴 冷却 ，同时在箱体 的设计上适当增加散热机构 （ 如散热
孵决方案
Ｅ冒墨团冒 工艺 ， 卫 工蕉 ， 曩其 ， 诠颤 ， 蝴蔫 ， 维怔 ， 改氆
系统 的轴承 时 ，轴承 设 计 、
表 １ 电主轴 系统前、 后轴承温升测试 表
序号 转速／・ ｉ 环境温度／ 前轴承温度／ 后轴承温度 ｒｒ ｎ ａ ℃ ℃
选用 、 安装 的每个环节都必 须经过严 格的相关 数据计
床 的 研 究工 作 。
收稿 日期 ： ０ １ ０ — ４ ２ １－ ４ ２
１０《 １ 机械工程９ ２１ 年第８ 币 ０１ 期
根据表 １ 测试数据 ，我们可以绘制出该 电主轴 系统 只要我们用有效的方法做好温升控制 ，就可以使电主轴 前、 后轴承温升图， 如图 ４ 所示。 系统达到一个相对 良好的精度。希望我们的一点经验对 转子与定子的设计安装对整个 电主轴系统温升有着 其他设计者能有所帮助！ （ 编辑启 迪）