控技
术及切削刀具的快速发展,越来越多的机械装备都在向高速、高精、高效、高智能化发展,
电主轴已成为最适宜高性能数控机床的核心功能部件之一,电主轴技术水平的高低和质量的
优劣直接决定和影响着机床的品质、性能、工作效率及运行稳定性。在部分领域用电主轴取
代传统机械主轴是机床工业发展的大趋势。
电主轴按采用的轴承类型可分为滚动轴承、气浮轴承、液体滑动轴承和磁悬浮轴承等支
承的电主轴,其中滚动轴承、气浮轴承、液体滑动轴承是目前电主轴应用最广泛的轴承类型。
其各自的优缺点、技术难点和应用领域对比如下:
电主轴按采用的轴承类型分类
类型优点
缺点
技术难点
应用领域
滚动轴承摩擦阻力小、功耗小、精转速相对较低,噪主要技术难点应用最广泛,在数
电主轴度高、刚度高,成本相对音大,对轴承转速在于提高精度控雕铣机、PCB成(注)较低,便于系列化和标准和寿命要求较高寿命和可靠性。型机、加工中心、
化承载能力强,可适用较
数控铣床、车床、
大载荷
内圆磨床等领域应
用普遍。
气浮轴承以“气膜”作为支撑,结构紧承载能力较低工技术难点在于主要应用于高精电主轴凑、体积较小回转精度和艺要求高,维护和如何解决气锤度、高转速、轻载
极限转速高于滚动轴承电使用费用较高振动及高速时荷加工领域,如超
主轴和液体滑动轴承电主轴摩擦损耗较小,噪音
涡动的问题。精密数控机床、PCB钻孔机、小孔磨削、
低,热稳定性好,污染小、
高光加工等。
寿命长
液体滑动以液态“油膜”作为支撑,具由于存在液体摩主要技术难点主要应用于重载大
轴承电主有显著的“误差均化效应”擦,驱动功率损失在于控制高速功率加工及精密、
轴
和阻尼减振性回转精度比滚动轴承大。时主轴的温升超精密机床。
高、刚度高、磨损小、寿
和热变形。
f命长
磁悬浮轴极限转速高、无接触、无机械结构复杂,成技术难点在于主要应用于超高速
承电主轴摩擦、无损耗、寿命长转本极高,热源多,如何提高动刚加工领域。
动时能够自动平衡,没有对冷却系统要求高度和阻尼减振
振动不需润滑和密封能要求工作环境较为性能,在实现高
实现实时诊断和在线监控苛刻,使用和推广速的同时保证
难度大
高加工精度。
注:滚动轴承根据滚动体可分为滚子轴承、滚珠轴承。目前滚动轴承电主轴一般采用滚
珠轴承中的角接触球轴承支撑。为简化,本表滚动轴承电主轴特指角接触球轴承电主r