如何處理電主軸設計裝配上的故障？

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)過精心的設計和制造。電主軸的定子是由高導磁率的優(yōu)質硅鋼片迭壓而成，定子的內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，其尺寸精度和定位精度也直接影響到主軸的綜合精度。一般軸承座直接設計在主軸箱內，為安裝電機定子，必須至少開啟一端。

高轉速電機主軸的故障分類是大家關心的話題，那么電機主軸在運行中經(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：

1、主軸不能松刀

2、主軸的精確度下降

3、在主軸后部的內冷式旋轉接頭上漏水

4、主軸受沖擊后精度損失或失效

5、主軸轉矩打不到，伺服總報有故障

6、主軸檢測工具夾松開的信號開關失效

7、主軸編碼器壞了，一直報給伺服器故障

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)控機床中，電主軸的運動控制一般采用變頻調速的方法。現(xiàn)有常規(guī)變頻調速與控制、矢量調速與控制、直接轉矩控制三種控制方式。常規(guī)變頻調速為標量調速，其調速控制特性為恒轉矩調速，輸出功率與轉速成比例。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軸驅動功能。但是價格便宜，結構簡單，一般用于磨床和普通高速銑床等。采用模擬直流電機控制的矢量控制技術，通過轉子磁場定向，通過矢量變換實現(xiàn)驅動和控制，具有良好的動態(tài)性能。

此外，在高速電主軸的設計中，必須嚴格遵守結構對稱性原則，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，從而實現(xiàn)轉矩傳遞。與螺紋連接或鍵連接相比，過盈連接具有以下優(yōu)點：不會在主軸上產(chǎn)生彎曲和扭轉應力，對主軸的旋轉精度沒有影響；易于保證主軸的動平衡。轉子系統(tǒng)與轉軸的過盈連接可分為兩類，一類通過套筒實現(xiàn)，這種結構易于維護和拆卸；另一類無套筒，轉子系統(tǒng)直接過盈連接在轉軸上，這種連接安裝后不能拆卸。

電動機定子通過一個冷卻套固定在電主軸上。向量控制驅動器在起動時轉矩值較大，再加上電主軸本身結構簡單，慣性較小，所以起動后啟動加速度較大，可實現(xiàn)瞬間達到極限速度。后者可實現(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，但價格較便宜。直轉矩控制是繼向量控制后發(fā)展起來的新型高性能交流調速技術，其控制思想新穎，系統(tǒng)結構簡單，適用于高速電主軸的驅動，能較好地滿足高速電主軸高轉速、寬調速范圍、高速瞬間準停的動態(tài)特性和靜態(tài)特性的要求，已成為交流傳動領域的研究熱點。

當高速電主軸高速轉動時，任何微小的不平衡質量都會導致電主軸產(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行動平衡，需要裝配后進行整體動平衡，甚至需要設計專門的自動動平衡系統(tǒng)來實現(xiàn)主軸的在線動平衡。因內孔與轉軸配合面之間存在較大的過盈量，故可采用冷收縮轉軸，熱膨脹轉軸的方式將轉子組裝起來。帶套筒聯(lián)接拆卸時，需要在轉子套筒預留的油孔內注入高壓注油，迫使轉子過盈套筒漲開，才能順利拆卸下電機的轉子。