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高速電機歷史進程 高速電機簡介
高速電機簡介
高速電機通常是指轉速超過10000r/min的電機。它們因為轉速高，體積遠小于功率普通的電機，與原動機相連，取消了傳統(tǒng)的減速機構，高速電機轉動慣量小等原因，所以具有電機功率密度高，可以有效的節(jié)約材料，傳動效率高，噪音小，動態(tài)響應快等優(yōu)點。
高速電機歷史進程
高速加工技術越來越受到人們的關注，它不僅可獲得更大的生產率，而且還可獲得很高的加工質量，并可降低生產成本，因而被認為是21世紀最有發(fā)展前途的先進制造技術之一。
在先進工業(yè)國家，此項技術已廣泛應用于航空、航天及模具行業(yè)。在近五年中，我國的該項技術也取得了長足的進步。是實現(xiàn)高速切削的前提條件。
高速機床與虛擬軸機床均為機床突破性的重大變革。無論是普通數(shù)控機床還是虛擬軸機床，實現(xiàn)高速化的關鍵部件仍是主軸單元。
主軸高速化常用dn值(dn值是指主軸軸承的平均直徑(mm)與主軸的極限轉速(r/min)的乘積)來衡量，高速主軸常是指dn值在1.0×106以上的主軸。隨著軸承技術、潤滑技術的發(fā)展，主軸的轉速在逐年提高。在資料顯示，在80年代，主軸軸承在脂潤滑條件下的dn值最多只能達到0.5×106，但當油氣潤滑裝置開發(fā)出來以后，dn值迅速提高到1.0×106，采用角接觸陶瓷球軸承后，主軸軸承的dn值進一步提高到2.0×106。
到90年代，采用新的潤滑方式——噴射潤滑，使主軸的dn值達到3.0×106。對于轉速在10000r/min以上的主軸單元，通過皮帶或者聯(lián)軸器來驅動已不再合適，較合理的方式是采用內裝電機直接驅動，即將電機的轉子直接安裝在主軸上，定子安裝在主軸套筒里，做成所謂電主軸的形式。
該電主軸具有結構緊湊、易于平衡、傳動較率高等優(yōu)點，是高速主軸理想的結構。電主軸的性能除了受軸承及其潤滑技術影響較大以外，還受許多因素的影響，其中包括軸承預緊力的控制、內裝電機的發(fā)熱與冷卻、主軸的動平衡、軸上零件的連接等。
此外，主軸軸端的設計也是高速電主軸不容忽視的問題。電主軸軸承的選擇及其預緊技術用在高速主軸單元上的軸承主要有角接觸球軸承、磁懸浮軸承、水基動靜壓軸承、空氣動靜壓軸承等。
磁懸浮軸承由于價格昂貴，控制系統(tǒng)復雜，發(fā)熱問題難以解決，因而還無法在高速主軸單元上推廣應用。
水基靜壓軸承是國內較熱門的研究課題之一，它是利用水具有熱容量較大、軸承溫升較小的特點，部分解決了普通動、靜壓軸承發(fā)熱嚴重的問題，主要用在低速重載場合。
空氣動靜壓軸承徑向剛度低并有沖擊，但高速性能好，一般用在超高速、輕載、精密主軸上。
角接觸球軸承dn值在2.0×106以下的高速主軸單元中應用，無論是速度極限、承載能力、剛度、精度等各方面均能很好地滿足要求并已標準化，價格低廉，角接觸球軸承還可通過以下方法來提高性能。
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