虽然高速电主轴的应用范围很广,但也存在很多问题,其中高速电主轴的热稳定性是需要解决的关键问题之一。

那么,为什么高速电主轴会出现热稳定性问题呢?以及如何克服它?由于电主轴将电机集成到主轴组件的结构中, 无疑问,在该结构中增加了热源。电机的发热主要包括定子绕组的铜损发热和转子的铁损发热,其中定子绕组的发热占电机总发热值的三分之二以上。

此外,电机转子在主轴箱中的高速搅动导致内腔中的空气变热,这些热源产生的热量主要通过主轴箱和主轴散发,因此电机产生的相当大一部分热量将通过主轴传递给轴承,从而影响轴承的使用寿命并导致主轴热伸长。这些摩擦将随着主轴速度的增加而增加,轴承的发热量、温升和预紧力也会增加，这反过来又会加剧轴承的发热。

此外,主轴电机的热辐射和热传导使主轴轴承必须合理润滑和冷却,否则,电主轴的高速运转就无法保证。为了改善电主轴的热特性,电机冷却是必不可少的。具体措施是在电机定子和机壳连接处设计循环冷却水套。这里的水是由低热阻材料制成的,套外环配有螺旋水箱。当电机工作时,循环冷却水被引入水箱。为了加强冷却效果,冷却水的入口温度应严格控制,并有一定的压力和流量 。

另外，为了防止电机发热影响主轴轴承,主轴应由热阻大的材料制成,使电机转子的热量主要通过气隙传递到定子，并被冷却水吸收带走, 从而保持高速电主轴的热稳定性平衡。