電主軸維修常見的故障及排除方法

電主軸是最近十年在數控機床領域出現的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術，它是高速數控機床的“核心"部件，它的性能直接決定了機床的高速加工性能。

由于電主軸是高速精密元件，定期維護是非常有必要的。電主軸定期維護如下：

1、電主軸的軸向跳動一般要求為0.002mm(2μm)，每年檢測2次。

2、電主軸內錐孔的徑向跳動一般要求為0.002mm(2μm)，每年檢測2次。

3、電主軸芯棒遠端(250mm)徑向跳動一般要求為：0.012mm(12μm)，每年檢測2次。

4、蝶形彈簧的漲緊力要求為：16~27KN(以HSK63為例)每年檢測2次。

5、拉刀桿松刀時伸出的距離為：10.5±0.1mm(以HSK63為例)每年檢測4次。

主軸高速旋轉時發熱嚴重的分析及處理過程：

電主軸運轉中的發熱和溫升問題始終是研究的焦點。電主軸單元的內部有兩個主要熱源：一是主軸軸承，另一個是內藏式主電動機。

電主軸單元最凸出的問題是內藏式主電動機的發熱。由于主電動機旁邊就是主軸軸承，如果主電動機的散熱問題解決不好，還會影響機床工作的可靠性。主要的解決方法是采用循環冷卻結構，分外循環和內循環兩種，冷卻介質可以是水或油，使電動機與前后軸承都能得到充分冷卻。

主軸軸承是電主軸的核心支承，也是電主軸的主要熱源之一。當前高速電主軸，大多數采用角接觸陶瓷球軸承。因為陶瓷球軸承具有以下特點：

①由于滾珠重量輕，離心力小，動摩擦力矩小。

②因溫升引起的熱膨脹小，使軸承的預緊力穩定。

③彈性變形量小，剛度高，壽命長。由于電主軸的運轉速度高，因此對主軸軸承的動態、熱態性能有嚴格要求。合理的預緊力，良好而充分的潤滑是保證主軸正常運轉的必要條件。

采用油霧潤滑，霧化發生器進氣壓為0.25~0.3MPa，選用20#透平油，油滴速度控制在80~100滴/min。潤滑油霧在充分潤滑軸承的同時，還帶走了大量的熱量。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。進氣口截面大于前后噴油口截面的總和，排氣應順暢，各噴油小孔的噴射角與軸線呈15o夾角，使油霧直接噴入軸承工作區。

電主軸維修工藝的要點：

1、根據電主軸的損壞情況，測量靜態、動態徑向跳動及抬起間隙和軸向竄動量。

2、用自制的專用工具拆卸電主軸。清洗并測量轉子擺差和磨損情況。

3、選配軸承。每組軸承的內孔及外徑的一致性誤差均要≤0.002~0.003mm，與套筒的內孔保持0.004~0.008mm的間隙；與主軸保持0.0025~0.005mm的間隙。在實際操作中，以雙手大拇指能將軸承推入套筒的配合為最好。過緊會引起軸承外環變形，軸承溫升過高，過松則降低磨頭的剛度。

4、軸承的清潔，是保證軸承正常工作及使用壽命的重要環節，切勿用壓縮空氣吹轉軸承，因壓縮空氣中的硬性微粒會使滾道拉毛。

5、圓錐軸承或角接觸球軸承一定注意軸承安裝方向，否則達不到回轉精度要求。整個裝配過程采用專用工具，以消除裝配誤差，保證裝配質量。

6、當套筒內孔變形、圓度超差，或與軸承配合過松時，可采用局部電鍍法進行補償再研磨至要求，軸頸處也可采用此法。

7、電主軸上的圓螺母、油封蓋等零件的端面分別與軸承內外環的端面緊密接觸，因而其螺紋部分與端面的垂直度要求很高，可以采用涂色法檢查接觸情況。若接觸率<80%，可研磨端面，使之達到垂直度要求。此項工作很重要，它的精度會影響磨床主軸接長桿的徑向跳動，從而影響到磨削工件的表面粗糙度。

8、裝配后的電主軸進行軸向調整（調整時用拉簧秤測量），同時應測量靜態、動態徑向跳動及抬起間隙，直至達到裝配工藝要求。

9、在機器實際運轉條件下，排除裝配、機器運轉時的熱變形等因素的影響，在一定轉速下，應用動平衡儀對轉子進行動平衡。

電主軸常見故障的維修分析與排除方法：

1、主軸發熱

（1）主軸軸承預緊力過大，造成主軸回轉時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。

故障排除方法：可以通過重新調整主軸軸承預緊力加以排除。

（2）主軸軸承研傷或損壞，也會造成主軸回轉時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。

故障排除方法：可以通過更換新軸承加以排除。

（3）主軸潤滑油臟或有雜質，也會造成主軸回轉時阻力過大，引起主軸溫度升高。

故障排除方法：通過清洗主軸箱，重新換油加以排除。

（4）主軸軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂過多，也會造成主軸回轉時阻力、摩擦過大，引起主軸溫度升高。

故障排除方法：通過重新涂抹潤滑脂加以排除。

2、主軸強力切削時停轉

（1）主軸電動機與主軸連接的傳動帶過松，造成主軸傳動轉矩過小，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。

故障排除方法：通過重新調整主軸傳動帶的張緊力，加以排除。

（2）主軸電動機與主軸連接的傳動帶表面有油，造成主軸傳動時傳動帶打滑，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。

故障排除方法：通過用汽油或酒精清洗后擦干凈加以排除。

（3）主軸電動機與主軸連接的傳動帶使用過久而失效，造成主軸電動機轉矩無法傳動，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。

故障排除方法：通過更換新的主軸傳動帶加以排除。

（4）主軸傳動機構中的離合器、聯軸器連接、調整過松或磨損，造成主軸電動機轉矩傳動誤差過大，強力切削時主軸振動強烈。產生報警，數控機床自動停機。

故障排除方法：通過調整、更換離合器或聯軸器加以排除。

3、主軸工作時噪聲過大

（1）主軸部件動平衡不良，使主軸回轉時振動過大，引起工作噪聲。

故障排除方法：需要機床生產廠家的專業人員對所有主軸部件重新進行動平衡檢查與調試。

（2）主軸傳動齒輪磨損，使齒輪嚙合間隙過大，主軸回轉時沖擊振動過大，引起工作噪聲。

故障排除方法：需要機床生產廠家的專業人員對主軸傳動齒輪進行檢查、維修或更換。

（3）主軸支承軸承拉毛或損壞，使主軸回轉間隙過大，回轉時沖擊、振動過大，引起工作噪聲。

故障排除方法：需要機床生產廠家的專業人員對軸承進行檢查、維修或更換。

（4）主軸傳動帶松弛或磨損，使主軸回轉時摩擦過大，引起工作噪聲。

故障排除方法：通過調整或更換傳動帶加以排除。

4、刀具無法夾緊

（1）碟形彈簧位移量太小，使主軸抓刀、夾緊裝置無法到達正確位置，刀具無法夾緊。

故障排除方法：通過調整碟形彈簧行程長度加以排除。

（2）彈簧夾頭損壞，使主軸夾緊裝置無法夾緊刀具。

故障排除方法：通過更換新彈簧夾頭加以排除。

（3）碟形彈簧失效，使主軸抓刀、夾緊裝置無法運動到達正確位置，刀具無法夾緊。

故障排除方法：通過更換新碟形彈簧加以排除。

（4）刀柄上拉釘過長，頂撞到主軸抓刀、夾緊裝置，使其無法運動到達正確位置，刀具無法夾緊。

故障排除方法：通過調整或更換拉釘，并正確安裝加以排除。

5、刀具夾緊后不能松開

（1）松刀液壓缸壓力和行程不夠。

故障排除方法：通過調整液壓力和行程開關位置加以排除。

（2）碟形彈簧壓合過緊，使主軸夾緊裝置無法*運動到達正確位置，刀具無法松開。

故障排除方法：通過調整碟形彈簧上的螺母，減小彈簧壓合量加以排除。

電主軸具有結構緊湊、重量輕、慣性小、振動小、噪音低、響應快等優點，可以減少齒輪傳動，簡化機床外形設計，易于實現主軸定位，是高速主軸單元中一種理想結構。電主軸作為高速數控機床最關鍵部件，其性能好壞在很大程度上決定了整臺高速機床的加工精度和生產效率，電主軸作為加工中心的核心部件，它將機床主軸與交流伺服電機軸合二為一，即將主軸電機的定子、轉子直接裝入主軸組件的內部，并經過精確的動平衡校正，具有良好的回轉精度和穩定性，形成一個wan美的高速主軸單元，也被稱為內裝式電主軸，其間不再使用皮帶齒輪傳動副，從而實現機床主軸系統的“零傳動"，通電后轉子直接帶動主軸運轉。