แกนหมุนไฟฟ้าเป็นเทคโนโลยีใหม่ในการผสมผสานแกนหมุนของเครื่องกับมอเตอร์แกนหมุนที่ปรากฏในสาขาเครื่องจักรกลซีเอ็นซีในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ร่วมกับเทคโนโลยีมอเตอร์เชิงเส้นเทคโนโลยีเครื่องมือความเร็วสูงจะผลักดันการประมวลผลความเร็วสูงไปสู่ยุคใหม่ CNC Machining Electric Spindle เป็นชุดของส่วนประกอบซึ่งประกอบด้วยแกนไฟฟ้าเองและอุปกรณ์เสริม: แกนไฟฟ้า, อุปกรณ์แปลงความถี่ความถี่สูง, น้ำมันหล่อลื่นไอน้ำมัน, อุปกรณ์ทำความเย็น, ตัวเข้ารหัสในตัว, อุปกรณ์เปลี่ยนเครื่องมือ

แกนหมุนความเร็วสูงเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีการตัดความเร็วสูงและเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของเครื่องมือตัดความเร็วสูง ต้องการความสมดุลแบบไดนามิกสูงความแข็งแกร่งและความแม่นยำในการแกว่งสูงมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีสามารถถ่ายโอนช่วงเวลาและพลังงานที่เพียงพอและสามารถทนต่อแรงเหวี่ยงสูงด้วยอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่แม่นยำและอุปกรณ์ระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ การตัดด้วยความเร็วสูงโดยทั่วไปต้องการความสามารถในการหมุนของแกนหมุนไม่น้อยกว่า 40000r / นาทีและพลังงานของแกนหมุนมากกว่า 15 กิโลวัตต์ ชิ้นส่วนแกนหมุนไฟฟ้าแบบบูรณาการของมอเตอร์แกนหมุนมักนำมาใช้เพื่อให้เกิดการส่งผ่านโดยตรงโดยไม่มีการเชื่อมโยงระดับกลาง มอเตอร์ส่วนใหญ่ใช้มอเตอร์แกนหมุนแบบเหนี่ยวนำแบบบูรณาการ ในปัจจุบันการใช้งานทั่วไปคือซิลิคอนไนไตรด์ร้อนกด (Si3N4) แบริ่งเซรามิกและแบริ่งแบบไดนามิกของเหลวแบริ่งแรงดันคงที่และแบริ่งอากาศ การหล่อลื่นส่วนใหญ่ใช้การหล่อลื่นน้ำมัน - อากาศการหล่อลื่นเจ็ทและเทคโนโลยีอื่น ๆ การระบายความร้อนของแกนหมุนโดยทั่วไปจะใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำภายในแกนหมุนหรือวิธีการระบายความร้อนด้วยอากาศ

1. หลักการทำงานของแกนหมุนความเร็วสูงของแบริ่งเซรามิค

ภาพด้านบนเป็นแผนภาพหลักการทำงานของแกนหมุนความเร็วสูงของแบริ่งเซรามิก ใช้ตลับลูกปืนแบบสัมผัสเชิงมุมที่มีความแม่นยำเกรด C หรือ B การจัดแบริ่งคล้ายกับโครงสร้างแกนหมุนของเครื่องบดแบบดั้งเดิม การใช้โครงสร้าง "ลูกปัดขนาดเล็กหนาแน่น" วัสดุลูก Si3N4; ใช้แกนหมุนไฟฟ้า (มอเตอร์และแกนหมุนเป็นหนึ่งเดียว); ค่าคุณสมบัติความเร็วในการหมุนของแบริ่ง (=? เส้นผ่าศูนย์กลางเพลา (มม.) ความเร็วในการหมุน (r / min)) เพิ่มขึ้น 1.2 เมื่อเทียบกับแบริ่งเหล็กทั่วไป ~ 2 ครั้งถึง 0.5 ~ 1106 ความแม่นยำในการแกว่งสูง, แบริ่งแรงดันคงที่ของเหลวข้อผิดพลาดในการแกว่งต่ำกว่า0.2μm, แบริ่งแรงดันคงที่อากาศข้อผิดพลาดในการแกว่งต่ำกว่า0.05μm; การสูญเสียพลังงานขนาดเล็ก ค่าคุณลักษณะความเร็วของแบริ่งแรงดันคงที่ของเหลวสามารถเข้าถึง 1106 ค่าคุณลักษณะความเร็วของแบริ่งแรงดันคงที่อากาศสามารถเข้าถึง 3106 แบริ่งแรงดันคงที่อากาศมีกำลังการผลิตน้อยลง

เมื่อเทียบกับลูกเหล็กข้อดีของแบริ่งเซรามิกคือ:

(1) ความหนาแน่นของลูกเซรามิกลดลง 60% ดังนั้นแรงเหวี่ยงสามารถลดลงอย่างมาก

(2) โมดูลัสความยืดหยุ่นของเซรามิกสูงกว่าเหล็ก 50% ทำให้แบริ่งมีความแข็งแรงสูงขึ้น

(3) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเซรามิกต่ำสามารถลดความร้อนของแบริ่งการสึกหรอและการสูญเสียพลังงาน

(4) ความต้านทานการสึกหรอของเซรามิกและอายุการใช้งานยาวนาน

2. แกนหมุนความเร็วสูงของแบริ่ง Maglev

ภาพด้านบนเป็นแผนภาพการทำงานของแกนหมุนความเร็วสูงของแบริ่ง maglev แกนหมุนได้รับการสนับสนุนโดยแบริ่ง maglev สองแนวรัศมีและสองแนวแกนช่องว่างระหว่างแบริ่งสเตเตอร์และโรเตอร์ประมาณ 0.1mm? ความแข็งสูงประมาณ 10 เท่าความแข็งของแกนหมุนลูกปืน? ค่าคุณสมบัติ RPM ถึง 4106? ความแม่นยำในการแกว่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความแม่นยำและความไวของเซ็นเซอร์และประสิทธิภาพของวงจรควบคุมซึ่งปัจจุบันสามารถเข้าถึง0.2μm? โครงสร้างทางกลและระบบวงจรมีความซับซ้อนมากขึ้น และเนื่องจากความร้อนจำนวนมากความต้องการประสิทธิภาพของระบบระบายความร้อนจะสูงขึ้น