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一、電主軸的結構組成

電主軸是近幾年來數控機床領域將機床主軸和主軸電機集成在一起的一項新技術。高速數控機床的主傳動系統(tǒng)取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機床主軸由內置電動機直接驅動，將機床主傳動鏈長度縮短到零，實現了機床的“零驅動”。這種主軸電動機和機床主軸“合二為一”的傳動結構形式，使主軸部分相對獨立于機床的傳動系統(tǒng)和整體結構，因此可以做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”。

電主軸是在數控機床領域中集機床主軸和主軸電機于一體的新技術，電主軸與直線電機技術、高速切削刀具技術一起，將高速加工推向新時代。電主軸是一套部件，包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻器、油霧潤滑器、冷卻裝置、內置編碼器、換刀裝置等。電動機的轉子直接作為機床主軸使用，主軸單元的外殼是電動機底座，與其他零件一起實現電動機與機床主軸的一體化。

二、驅動模式

電主軸的電動機都是交流異步感應電動機，因為它們用在高速加工機床上，啟動速度要從靜止迅速提高到每分鐘幾萬轉甚至幾十萬轉，而且啟動轉矩大，所以啟動電流要比普通電機的額定電流高5~7倍。有兩種驅動方式：變頻器驅動和矢量控制驅動器驅動。變頻器的驅動控制特性是恒轉矩驅動，輸出功率與轉矩成正比。機床[敏感詞]變頻器采用先進晶體管技術，可實現主軸的無級變速。機床矢量控制驅動器的驅動控制為低速端恒轉矩驅動，在中、高速端為恒功率驅動。

電主軸具有結構緊湊、重量輕、慣性小、噪音低、響應快等優(yōu)點，而且轉速高、功率大，簡化了機床設計，易于實現主軸定位，它是高速主軸單元中的理想結構。電主軸軸承采用高速軸承技術，耐磨耐熱，使用壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍。

三、高速電主軸在機床行業(yè)中的應用

簡化結構，促進機床結構模塊化

電主軸可根據應用、結構、性能參數等特點形成標準化、系列化產品，可由主機選擇，從而促進機床結構的模塊化。

減少機床成本，縮短機床開發(fā)周期

一方面，標準化、系列化電主軸產品易于形成專業(yè)化、量產，也能縮短機床的開發(fā)周期，適應目前瞬息萬變的市場趨勢。

提高機床性能和可靠性

電主軸結構的數控機床由于簡化了結構，減少了傳動、連接環(huán)節(jié)，提高了機床的可靠性；技術成熟、功能完善、性能卓越、質量可靠的電主軸組件使機床的性能更加完善，可靠性進一步提高。

實現一些[敏感詞]數控機床的特殊要求

一些[敏感詞]數控機床，如并聯運動機床、五面體加工中心、小孔和超小孔加工機床等，需要采用電主軸才能滿足完善的功能要求。推動高速切削技術在機械加工領域的廣泛應用，電主軸系統(tǒng)由內置電機直接驅動，滿足機床“高速、高精度、高可靠性、小振動”的高速切削要求，與機床高速進給系統(tǒng)、高速刀具系統(tǒng)一起是高速切削的必要條件。電主軸技術與電機變頻、閉環(huán)矢量控制、交流伺服控制等技術相結合，可滿足車削、銑削、鏜削、鉆削、磨削等金屬切削加工的需要。

四、高速電主軸在機器人中的應用

隨著計算機技術向智能化方向的不斷發(fā)展，機器人應用領域的不斷拓展和深化，以及機器人在FMS、 CIMS系統(tǒng)中的群體應用，工業(yè)機器人也在不斷向智能化方向發(fā)展，以適應敏捷制造、滿足多樣化、個性化的需求。目前，工業(yè)機器人已廣泛應用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機械加工工業(yè)、電子電氣工業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材及家具制造業(yè)等領域。在工業(yè)生產中，弧焊機器人、點焊機器人、配送機器人、裝配機器人、噴漆機器人和搬運機器人等工業(yè)機器人得到了廣泛的應用。

主軸與機械手臂完美結合，應用于合金材料、汽車后備箱SMC材料的切割、去毛刺、鉆孔和拋光，將主軸行業(yè)與工業(yè)自動化緊密聯系在一起。

主軸的前端安裝在夾頭，用于銑削鉆，主軸的大扭矩可以輕松切割較厚的合金板材，通氣密封功能解決了切削過程中產生大量粉塵進入主軸的問題，在切削過程中，切削液經常被用來冷卻刀具，IP57的防護等級完全避免了液體進入主軸的擔心，同時密封氣壓冷卻主軸，有利于主軸的長期加工。

前端伸長40毫米，機械手臂旋轉時可以避開工裝器具，方便切割產品；配合熱縮筒夾使用，節(jié)省了每次更換刀具重新找正刀具的時間，提高了工作效率。主軸[敏感詞]功率達到5000瓦，功率輸出強大，可加工材料范圍擴大，自身重量為3.5KG，輕便，采用HSK夾頭，精度高，[敏感詞]夾緊范圍可達到10mm，刀具可通過通氣自動更換，提高了工作效率。

五、主軸部分常見故障匯總

1、故障現象：主軸異響嚴重；轉數高時有噪音；溫升比較高。

原因分析：

①主軸軸承可能磨損或損壞；

②主軸可能潤滑不好，導致缺油；或者潤滑油臟污或有雜質；

③隔環(huán)端面可能有污垢；

④主軸軸承的預緊力可能過大；

⑤皮帶位置和張力可能不合適；

⑥主軸部件動平衡差；

解決方案：

①更換主軸軸承；

②加入適當的主軸油；更換新油，確保主軸的清潔；

③拆卸主軸后，清潔隔環(huán)；

④重新調整預緊力；

⑤重新調整皮帶位置和張力；

⑥重新調整動平衡；

2、故障現象：主軸有異響，用手旋轉要費很大力氣，有明顯的卡澀感。

原因分析：可能是鎖緊汽缸打刀撞塊的螺栓松動導致撞塊松動，使得鎖緊蝶簧螺母與撞塊之間沒有間隙，從而產生摩擦。

解決方法：擰緊松動的螺母，使它們之間的間隙合適。

3、故障現象：在切割過程中振動大。

原因分析：

①主軸軸承可能拉毛或損壞；

②軸承預緊螺母松動導致主軸有竄動；

③軸承預緊力不足、間隙過大；

④其他因素；

解決方案：

①更換軸承；

②擰緊螺母，確保主軸精度合格；

③重新調整軸承間隙，但預緊力不宜過大；

④檢查刀具或改變切削參數。

六、主要類別和共性

1、電主軸的分類：

a、車削主軸；b、銑削主軸；c、磨削主軸。

2、常見的結構點：

拉刀機構包括（拉力傳感器、拉刀傳感器、松刀傳感器，拉桿、卡爪、碟簧）。

潤滑機構（6000轉以內的脂潤滑，20000轉以內的油霧潤滑，20000轉以上的油氣潤滑）。

冷卻機構（風冷、自冷、油冷）。

功能機構，旋轉單元（易于跳躍和減少沖擊）。

軸承（陶瓷球軸承，組合方式：前四后一、前二后二、前三后一等，軸承和軸承之間有隔環(huán)、裝配時軸承位置將讓位于軸承）。

3、結構差異：

編碼器（齒輪磁柵式），中央出水（OTT）。