【正文】 成績： 90 指導(dǎo)教師： 吳萬牢 2020 年 3 月 31 日 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 36 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）評 閱 意 見 書 評閱人對學(xué)生 所完成的題目為 的畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱意見為： 成績： 評閱人： 年 月 日 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 37 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）答 辯 結(jié) 果 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生 所完成的題目為 的畢業(yè)設(shè)計（論文 ）及答辯評語為： 經(jīng)答辯委員會研究，確定成績?yōu)椋? 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會主任： 答辯委員會委員： 年 月 日 該生的畢業(yè)設(shè)計（論文）經(jīng)匯總前面的各項成績， 最終成績 為： 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 38 校外畢業(yè)設(shè)計的申請報告 學(xué)生姓名 付文娟 專業(yè)和班級 數(shù)控技術(shù) 051034 校外畢業(yè)設(shè)計單位 西北 火電工程有限公司 課題名稱 電主軸的研究與維修設(shè)計 課題來源 指導(dǎo)老師給出 設(shè)計時間 2020 年 2 月 20 日 校外指導(dǎo)教師 吳萬 牢 職稱 /職務(wù) 工程師 個人申請的理由 ： 老師： 您好！由于我已在校外實習(xí)，不能在校內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計，以及不能參加畢業(yè)設(shè)計答辯。這三年你們教會了我許多的知識，和做人的道理。老師在自己的工作之余還不辭辛苦的幫助我，在次，我非常的感謝老師的指導(dǎo)。在次，非常感謝老師對我這次設(shè)計幫助。還對電主軸各種故障的原因及維修方法有了一定的了解 。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 32 結(jié)束語 這次對電主軸的維修與研究的畢業(yè)設(shè)計歷時 6 周，在這次設(shè)計中碰到了許多問題與困難，但是最主要的是通過這次設(shè)計，讓我學(xué)習(xí)到了許多知 識。 （ 4） 主軸震動： 檢查刀或刀桿的動平衡值 ； 檢查刀具或更換 ； 需返回廠家修理 。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 31 （ 6）在錠子線圈上的溫度傳感器指 示錯誤 的原因：冷卻系統(tǒng)沒打開； PTC電連接故障；主軸過載；溫度傳感壞。 （ 2）不能卸刀的原因：油壓太低；刀桿卡?。挥捎谔厥獾恼饎右疱F孔摩擦腐蝕（生銹）； 油壓太低；液壓油缸損壞。前后 軸承 的潤滑油分配是非常重要的問題，必須加以嚴格控制。由于電主軸的運轉(zhuǎn)速度高，因此對主軸 軸承 的動態(tài)、熱態(tài)性能有嚴格要求。當(dāng)前 高速 電主軸，大多數(shù)采用角接觸陶瓷球 軸承 。 電主軸單元最凸出的問題是內(nèi)藏式主電 動機 的發(fā)熱。 6 電主軸常見的故障 常見故障類型 電主軸出現(xiàn)故障大致可分為機械故障和電氣故障兩大類。當(dāng)從小孔 a 加壓力油時，可用螺栓把小 孔 b 堵住。 設(shè)計這種過盈聯(lián)接裝置時，還必須考慮其拆卸的方便。主軸及主軸上的零件都要經(jīng)過十分精密的加工、裝配和調(diào)校，使主軸組件動平衡精度達到 級以上的水平。同時，大多數(shù)情況下，球和輥子軸承的剛性值要大于氣靜壓和磁懸浮以及液動壓軸承，而且球和輥子軸承的維護比較方便，更換也比較簡單。根據(jù)用戶對主軸徑向和軸向剛度的不同要求，選擇合適西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 28 的支承方式對于滿足用戶需求，提高主軸的使用壽命和精度壽命是十 分必要的。這樣大的過 盈量需拉桿產(chǎn)生很大的預(yù)緊拉力，而拉桿產(chǎn)生這樣大的拉力一般很難，對換刀也非常不利，還會使主軸膨脹，對主軸前軸承有不良影響。m，然而，標(biāo)準的 7/24 實心刀柄不會有這樣大的膨脹量，因此連接的剛度會下降，而且刀具的軸向位置也會發(fā)生改變。分析表明，刀尖25%～ 50%的變形來源于 7/24 錐度連接，只有 40%左右的變形源于主軸和軸承。減小軸承發(fā)熱量的主要措施： （ 1）適當(dāng)減小滾珠的直徑 減小滾珠直徑可以減小離心力和陀螺力矩，從而減小摩擦，減少發(fā)熱量。研究表明，在電機高速運轉(zhuǎn)條件下，有近 1/3 的電機發(fā)熱量由電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生，并且轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的絕大部分熱量都通過轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙傳入 定子中；其余 2/3 的熱量產(chǎn)生于電機的定子。 圖 44 GD2型電主軸油 水熱交換系統(tǒng) 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 26 關(guān) .定量分配器 圖 45 GD2型電主軸的油 水氣潤滑系統(tǒng) 電主軸有兩個主要的內(nèi)部熱源：內(nèi)置電動機的發(fā)熱和主軸軸承的發(fā)熱。雖然這種軸承的價格比同規(guī)格同精度等 級的鋼質(zhì)球軸承高 2～ 倍，但其使用壽命要高3～ 6 倍，因此其性能 /價格比并不差，容易被機床設(shè)計師接受。n 值大 (dm—主軸前軸頸直徑， mm： n— 主軸最高轉(zhuǎn)速， r/min)，因此對主軸軸承的動態(tài)、熱態(tài)性能有十分嚴格的要求。在主電動機定子的外面加一帶螺旋槽的鋁質(zhì)外套，機床工作時，冷卻油不斷在該螺旋槽中流動， 從而把主電動機的熱量及時、迅速地帶走。電主軸的內(nèi)部 有兩個主要熱源，一是內(nèi)藏式主電動機，另一個是主軸軸承。這種布局方式有利于減小電主軸前端的徑向尺寸，電動機的散熱條件也較好。在設(shè)計電主軸時，還要注意選擇有較好扭矩 ——— 功率 特性和有足夠?qū)捳{(diào)速范圍的變頻電動機及 其控制模塊。 其中主軸最高轉(zhuǎn)速、前軸頸直徑和額定功率是基本參數(shù)。從圖中可以看出，電主軸的溫度分布是不均勻的，由于定子與主軸殼體間設(shè)計有冷卻水套，散熱條件較好，溫度較低，電機轉(zhuǎn)子由于散熱條件差，溫度較高，對前后軸承有明顯的影響。采取的主要措施是在電機定子與殼體連接處設(shè)計循環(huán)冷卻水套。另外，電機轉(zhuǎn)子在主軸殼體內(nèi)的高速攪動，使內(nèi)腔中的空氣也會發(fā)熱，這些熱 源產(chǎn)生的熱量主要通過主軸殼體和主軸進行散熱，所以電機產(chǎn)生的熱量有相當(dāng)一部分會通過主軸傳到軸承上去，因而影響軸承的壽命，并且會使主軸產(chǎn)生熱伸長，影響加工精度。電機轉(zhuǎn)子的兩端設(shè)計有平衡盤，平衡盤的圓周方向設(shè)計有均勻分布的螺紋孔，轉(zhuǎn)子安裝到主軸上以后進行主軸組件整體動平衡時，不是在平衡盤上去重，而是在螺紋孔內(nèi)擰入螺釘，以螺釘?shù)臄Q入深度和周向位置來平衡主軸組件的偏心量，如圖 32 所示。 主軸動平衡常用方法有兩種：去重法和增重法。 階梯過盈套過盈量的實現(xiàn)有兩種方式： ① 利用公差配合來實現(xiàn)，根據(jù)基本過盈量的計算值和配合面的公稱尺寸，查有關(guān)手冊圖表，得出相應(yīng)的過盈配合；② 利用階梯配合面的公稱尺寸的差值來實現(xiàn)，并選用 H4/h4 的過渡配合，這種方法容易控制和保證配合的實際過盈量，適用于高精度的零件配合和進行標(biāo)準化、系列化生產(chǎn)。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 20 圖 31 環(huán)下潤滑 軸上零件的 連接技術(shù) 在超高速電主軸上，由于轉(zhuǎn)速的提高，所以對軸上零件的動平衡要求非常高。實驗表明，加大壓力比采用常規(guī)壓力進行油氣潤滑可使軸承的轉(zhuǎn)速提高 20%。潤滑油起潤滑的作用，而壓縮空氣起推動潤滑油運動及冷卻軸承的作用。 脂潤滑不需任何設(shè)備，是低速主軸普遍采用的潤滑方式。水基靜壓軸承是目前國內(nèi)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。在協(xié)議的推動下首輪In