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空載機械摩擦損耗的大小主要取決于摩擦面的種類和制造裝配的質(zhì)量摩擦面上空載時的作用力( 傳動件的重量、偏心質(zhì)量、軸承的預(yù)緊力、皮帶拉力以及傳遞空載扭矩等) 摩擦系數(shù)及相對運動速度。對一臺已定的機床,各傳動件的尺寸一定,在潤滑情況保持不變的條件下,則各傳動件的空載機械摩擦損耗隨摩擦表面相對轉(zhuǎn)速的提高而增加。實驗表明,使用油氣潤滑的軸承溫升可比使用脂潤滑時降低5~80℃,比油霧潤滑降低9~160℃,隨著dm·n值的增大,降溫的效果更明顯??梢哉J為空載機械摩擦功率損耗與相對速度的一次方成正比。各傳動件的攪油功率損耗主要決定于傳動件的種類、尺寸大小、浸油深度、油的粘度、油溫的變化和傳動件的速度。對于一臺結(jié)構(gòu)一定的機床,在主軸箱內(nèi)油面高度固定不變的條件下,則各傳動件的攪油功率損耗隨轉(zhuǎn)速的提高而增加。一般可以認為各傳動件的攪油功率損耗與轉(zhuǎn)速的平方成比例。正常情況下,對于采用飛濺潤滑的主軸箱來說,由于軸位布局合理,浸油齒輪數(shù)目較少,油面高度適宜,則攪油功率損耗占全部空載功率損耗的比例很小,可以忽略??諝庾枇p耗功率就更小了,也可以忽略不計。這樣機床空載功率損耗的總數(shù),可以近似地認為機床主傳動系統(tǒng)空載功率與主軸箱全部軸之和成正比關(guān)系。
降低軸承的工作溫度,經(jīng)常采用的辦法是潤滑油。潤滑方式有,油氣潤滑方式、油液循環(huán)潤滑兩種。關(guān)掉主軸電源,通過手動旋轉(zhuǎn)主軸,再用示波器測量光電編碼器的辨向脈沖信號,發(fā)現(xiàn)光短編碼器的辨向信號是正常的。在使用這兩種方式時要注意以下幾點:1、在采用油液循環(huán)潤滑時,要保證主軸恒溫油箱的油量足夠充分。2、油氣潤滑方式剛好和油液循環(huán)潤滑相反,它只要填充軸承空間容量的百分之時即可。循環(huán)式潤滑的優(yōu)點是,在滿足潤滑的情況下,能夠減少摩擦發(fā)熱,而且能夠把主軸組件的一部分熱量給以吸收。對于主軸的潤滑同樣有兩種放式:油霧潤滑方式和噴注潤滑方式。
單列、雙列圓柱滾子軸承在高速性能方面均劣于角接觸球軸承。角接觸軸承是具有接觸角的軸承,可以看出圓錐滾子軸承。接觸角越大軸向剛度越好,但因為球與滾道之間的陀螺滑動和自旋滑動也大,因此發(fā)熱也會增加。機械主軸的特點:高速度采用高速、精密配對軸承,剛性或彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu),可獲得較高的轉(zhuǎn)速,使刀具發(fā)揮出切削效果。為了提高速度性能,方法是減小球的大小(或質(zhì)量)改變溝道的曲率系數(shù),以減小球的離心力,降低高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的內(nèi)部載荷,同時增加球的數(shù)量以提高剛性。作為高速主軸軸承材料,陶瓷(Si3N4)有以下優(yōu)點:高速旋轉(zhuǎn)時滾動體產(chǎn)生的離心力小,重量輕。由于密度比軸承鋼小。旋轉(zhuǎn)力矩可以減小,因此可以降低溫升,提高壽命。良好的導熱性使陶瓷材料的滾動體在高速運轉(zhuǎn)時不易與金屬產(chǎn)生粘著。熱膨脹小,滾動體與內(nèi)圈接觸時不易發(fā)生預(yù)緊力增加而導致游隙減小。軸承的變形小,由于硬度高、剛性好。主軸的剛性也得到提高。綜上所述,因此,采用陶瓷資料(Si3N4)作為滾動體,與軸承鋼滾動體相比速度可提高約255%壽命可提高約3倍。
高速電主軸可以簡單的總結(jié)為“電機十主軸”,也可以說是一臺電動機。傳統(tǒng)的機床主軸以普通電機通過傳動帶、齒輪等傳動系統(tǒng)驅(qū)動,電主軸則將異步電機的轉(zhuǎn)子直接裝配在轉(zhuǎn)軸上,轉(zhuǎn)軸可以直接裝卡刀具,因而具有結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能有效的特點,一般要配備變頻電源使用。對于車床類機床,在加工過程中,主軸的受力方向是一定的,主軸軸頸被切削力壓向軸承孔表面的固定地方?! 〗陙?,高速切削的市場需求使得數(shù)控機床的發(fā)展日新月異,作為數(shù)控機床關(guān)鍵配套件的機床主軸也突然的熱門起來。電主軸以其結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便和更易于實現(xiàn)高速化而成為機床行業(yè)的熱門。高速電主軸根據(jù)使用領(lǐng)域和主軸的類型各有不同,主軸產(chǎn)品出廠時一般隨機提供產(chǎn)品使用說明書。對于特別重要的參數(shù)或接口,主軸本體附有說明或特別標志。