电主轴的转速高达60000~180000r/min,旋转部分的任何微小不平衡量都可能引起巨大的离心力,造成机床的振动,从而影响零件的加工质量。因此,必须对电主轴进行十分严格的校动平衡,使得动平衡精度达到ISO标准G0.4级,即在高转速时,由于残余动不平衡引起振动的速度允许值为0.4mm/s。
为此,在电主轴结构设计时,必须严格遵守结构对称的原则。高速电主轴的动平衡结构如下图所示,电动机转子与主轴之间通过过盈套筒产生的过盈配合来传递扭矩。
润滑系统采用好的润滑系统对高速电主轴的性能有很大影响。润滑一般采用油雾润滑或气-油混合润滑。前一种主要是将润滑液雾化在轴承上,润滑液不能再循环,对空气污染比较严重。后一种方式是利用高压空气直接将润滑油吹入轴承,润滑同时也起到散热作用。
高速电主轴的核心支承部件是高速精密轴承。由于电主轴的高转速取决于轴承的功能、尺寸、布置及润滑方式。
在非真实失衡面对呈现柔性特征的主轴转子失衡振动进行有效抑制,分析了柔性状态下的不平衡主轴模态振动行为,并基于此提出了不平衡量校正位置迁移方法。在高速柔性电主轴动平衡平台上进行了仿真与实验分析,实验在7200r/min时进行,结果表明:基于一阶临界转速下所采集的振动数据,可得到迁移至两侧配重平面的等效不平衡量,对该不平衡量予以校正之后,一阶临界转速下主轴振动幅值下74.7,且临界转速前后的振动降幅也较为明显,有效抑制了高速振型不平衡。