如何處理電主軸設(shè)計(jì)裝配上的故障？

為了使電主軸具有良好的性能和使用壽命，電主軸的各個部件都必須經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)和制造。電主軸的定子是由高導(dǎo)磁率的優(yōu)質(zhì)硅鋼片迭壓而成，定子的內(nèi)腔有一個穿孔嵌線槽。旋翼由旋翼核心、旋翼籠和旋軸三部分組成。同時(shí)，其尺寸精度和定位精度也直接影響到主軸的綜合精度。一般軸承座直接設(shè)計(jì)在主軸箱內(nèi)，為安裝電機(jī)定子，必須至少開啟一端。

高轉(zhuǎn)速電機(jī)主軸的故障分類是大家關(guān)心的話題，那么電機(jī)主軸在運(yùn)行中經(jīng)常遇到哪些故障呢？本課題所要探討的問題是：電氣主軸的故障主要有以下幾點(diǎn)：

1、主軸不能松刀

2、主軸的精確度下降

3、在主軸后部的內(nèi)冷式旋轉(zhuǎn)接頭上漏水

4、主軸受沖擊后精度損失或失效

5、主軸轉(zhuǎn)矩打不到，伺服總報(bào)有故障

6、主軸檢測工具夾松開的信號開關(guān)失效

7、主軸編碼器壞了，一直報(bào)給伺服器故障

8、主軸上的編碼器電纜，電源電纜有故障

9、主軸本身的溫度過高

10、主軸漏油事故

在數(shù)控機(jī)床中，電主軸的運(yùn)動控制一般采用變頻調(diào)速的方法。現(xiàn)有常規(guī)變頻調(diào)速與控制、矢量調(diào)速與控制、直接轉(zhuǎn)矩控制三種控制方式。常規(guī)變頻調(diào)速為標(biāo)量調(diào)速，其調(diào)速控制特性為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，輸出功率與轉(zhuǎn)速成比例。常規(guī)變頻控制系統(tǒng)動態(tài)性能差，低速控制性能差，輸出功率穩(wěn)定性差，且無C軸驅(qū)動功能。但是價(jià)格便宜，結(jié)構(gòu)簡單，一般用于磨床和普通高速銑床等。采用模擬直流電機(jī)控制的矢量控制技術(shù)，通過轉(zhuǎn)子磁場定向，通過矢量變換實(shí)現(xiàn)驅(qū)動和控制，具有良好的動態(tài)性能。

此外，在高速電主軸的設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格遵守結(jié)構(gòu)對稱性原則，電主軸禁止采用鍵聯(lián)接和螺紋聯(lián)接，而一般采用過盈聯(lián)接，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳遞。與螺紋連接或鍵連接相比，過盈連接具有以下優(yōu)點(diǎn)：不會在主軸上產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，對主軸的旋轉(zhuǎn)精度沒有影響；易于保證主軸的動平衡。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與轉(zhuǎn)軸的過盈連接可分為兩類，一類通過套筒實(shí)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)易于維護(hù)和拆卸；另一類無套筒，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)直接過盈連接在轉(zhuǎn)軸上，這種連接安裝后不能拆卸。

電動機(jī)定子通過一個冷卻套固定在電主軸上。向量控制驅(qū)動器在起動時(shí)轉(zhuǎn)矩值較大，再加上電主軸本身結(jié)構(gòu)簡單，慣性較小，所以起動后啟動加速度較大，可實(shí)現(xiàn)瞬間達(dá)到極限速度。后者可實(shí)現(xiàn)位置和速度反饋，不僅具有較好的動態(tài)性能，而且還可實(shí)現(xiàn)C軸功能，而前者動態(tài)性能稍差，也不具備C軸功能，但價(jià)格較便宜。直轉(zhuǎn)矩控制是繼向量控制后發(fā)展起來的新型高性能交流調(diào)速技術(shù)，其控制思想新穎，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，適用于高速電主軸的驅(qū)動，能較好地滿足高速電主軸高轉(zhuǎn)速、寬調(diào)速范圍、高速瞬間準(zhǔn)停的動態(tài)特性和靜態(tài)特性的要求，已成為交流傳動領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

當(dāng)高速電主軸高速轉(zhuǎn)動時(shí)，任何微小的不平衡質(zhì)量都會導(dǎo)致電主軸產(chǎn)生巨大的高頻振動。所以精密電主軸的動平衡精度要求為G1~G0.4級。為了達(dá)到這一動平衡水平，傳統(tǒng)的動平衡方法，僅僅在裝配前對主軸上的各部件分別進(jìn)行動平衡，需要裝配后進(jìn)行整體動平衡，甚至需要設(shè)計(jì)專門的自動動平衡系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)主軸的在線動平衡。因內(nèi)孔與轉(zhuǎn)軸配合面之間存在較大的過盈量，故可采用冷收縮轉(zhuǎn)軸，熱膨脹轉(zhuǎn)軸的方式將轉(zhuǎn)子組裝起來。帶套筒聯(lián)接拆卸時(shí)，需要在轉(zhuǎn)子套筒預(yù)留的油孔內(nèi)注入高壓注油，迫使轉(zhuǎn)子過盈套筒漲開，才能順利拆卸下電機(jī)的轉(zhuǎn)子。