内装式同轴电动机驱动机床主轴存在一个的问题是:电动机工作时定子将发热产生温升,使主轴部件产生热变形。为减小热变形,电动机定子应采取强制通气冷却或钉子外壳做成夹层,通过恒温(或水)冷却,可以基本解决内装式电动机发热问题。
尽管将主电机内置于机床主轴箱中会带来很多问题,但在高速机床上这几乎是唯一的选择。这是因为:
(1)如果电机不内置,则在高速下由皮带和或齿轮等中间传动件产生的振动与噪音等问题很难解决,会大大降低高速加工的精度和表面质量,并对车间环境产生严重的噪声污染。
(2)高速加工对主轴运转的角加速度和主轴头有极高的要求,实现这一严酷要求最经济的方法,就是尽可能把传动系统的转动惯量减至最小。而为了达到这个目的,只有将电机内置,取消齿轮、皮带等一系列中间传动环节。
(3)和皮带、齿轮的末端传动方式相比,主轴电机内置于主轴前后轴承之间,可大大提高主轴系统的刚度和固有频率,即提高机床的临界转速。这就使电主轴运转在最高转速时,仍可远离机床的临界转速,确保不发生共振,这点对高速加工的安全尤为重要。