安阳市新程轴业机械有限公司

我国电主轴的设计制造技术刚刚起步，尚未形成批量生产规模，电主轴的各项性能指标和国外尚有较大的差距。为了加快我国高速加工技术的发展与应用，加速数控机床产品的更新换代，建议进一步组织力量进行技术攻关，早日实现电主轴的化批量生产高精密电主轴。电主轴的工作不仅转速高，而且要求有很高的角减速度和角加速度、在位置快速准停，这就对其结构设计、制造和控制提出了非常严格的要求并带来了一系列技术难题，如电主轴的散热、润滑及精密控制等。

主轴运转试验分为以下5步：①在主轴箱试车具上进行油气润滑装置参数的调整，并检测轴承温度变化后的精度。②主轴应从低转速起，依次进行低、中、高速运转，在高速度运转时，时间不能<20min，从而使主轴轴承达到标准温度定制主轴，且应在靠近主轴定心轴承处测量温度和温升，温度不可超过60℃，温升不能超过30℃。③主轴运转应平稳，不应存在尖叫声和冲击声，主轴噪声不应超过78dB。④主轴松拉刀机构试验。松、拉刀力应满足设计要求电主轴厂家，用拉刀测试仪检测主轴拉刀力，拉刀力满足1400～1600kg的要求，松拉刀主轴轴向移动量不超过0.15mm。⑤复检主轴精度符合回转精度的要求。

电主轴由内装式电动机直接驱动，由于没有中间的其他传动环节，因此相对于具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快、精度高等优点，而且转速高、功率大，简化机械设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。但是电主轴造价相对较高，日常维护要求也比较高，由于是隐藏式的驱动机构，异常的磨损和机械损伤是不容易察觉的。皮带轴主要靠皮带进行传动，传动效率相对低下，精度不高，不过结构相对简单，造价较低，容易检修维护等。

由电主轴的基本结构可知，电动机安装在电主轴内部，在保证零传动和高精密加工精度的同时，其内置电动机定、转子损耗发热和轴承的摩擦生热量大主要热源不可避免。

除此之外，负载时主轴端部受力必然也会影响无内圈式角接触球轴承发热量，热源发热必然会导致电主轴温度升高，温升必然导致主轴热变形，进而对机床的加工质量产生很大影响。

直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的交流调速技术，其控制思想新颖，系统结构简洁明了，更适合于高速电主轴的驱动，更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求，已成为交流传动领域的一个热点技术。

     通过对比可以看出，直接转矩控制这一控制方式更适合电主轴的驱动，设计的电主轴直接转矩控制系统具有良好的动静态特性，将直接转矩控制方法应用于电主轴驱动控制系统是可行的，较适应高速数控机床驱动控制系统的快速响应要求。