簡述高速電主軸的熱穩(wěn)定性問題的原因和克服方式

雖然高速電主軸的應(yīng)用范圍很廣，但也存在很多問題，其中高速電主軸的熱穩(wěn)定性是需要解決的關(guān)鍵問題之一。

那么，為什么高速電主軸會出現(xiàn)熱穩(wěn)定性問題呢？以及如何克服它？

由于電主軸將電機(jī)集成到主軸組件的結(jié)構(gòu)中，毫無疑問，在該結(jié)構(gòu)中增加了熱源。電機(jī)的發(fā)熱主要包括定子繞組的銅損發(fā)熱和轉(zhuǎn)子的鐵損發(fā)熱，其中定子繞組的發(fā)熱占電機(jī)總發(fā)熱值的三分之二以上。

此外，電機(jī)轉(zhuǎn)子在主軸箱中的高速攪動導(dǎo)致內(nèi)腔中的空氣變熱，這些熱源產(chǎn)生的熱量主要通過主軸箱和主軸散發(fā)，因此電機(jī)產(chǎn)生的相當(dāng)大一部分熱量將通過主軸傳遞給軸承，從而影響軸承的使用壽命并導(dǎo)致主軸熱伸長。這些摩擦將隨著主軸速度的增加而增加，軸承的發(fā)熱量、溫升和預(yù)緊力也會增加，這反過來又會加劇軸承的發(fā)熱。

此外，主軸電機(jī)的熱輻射和熱傳導(dǎo)使主軸軸承必須合理潤滑和冷卻，否則，電主軸的高速運(yùn)轉(zhuǎn)就無法保證。為了改善電主軸的熱特性，電機(jī)冷卻是必不可少的。具體措施是在電機(jī)定子和機(jī)殼連接處設(shè)計循環(huán)冷卻水套。這里的水是由低熱阻材料制成的，套外環(huán)配有螺旋水箱。當(dāng)電機(jī)工作時，循環(huán)冷卻水被引入水箱。為了加強(qiáng)冷卻效果，冷卻水的入口溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，并有一定的壓力和流量。

另外，為了防止電機(jī)發(fā)熱影響主軸軸承，主軸應(yīng)由熱阻大的材料制成，使電機(jī)轉(zhuǎn)子的熱量主要通過氣隙傳遞到定子，并被冷卻水吸收帶走，從而保持高速電主軸的熱穩(wěn)定性平衡。