解读精密电主轴的合理预紧力控制

　　精密电主轴结构就是将电机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电机座，并配合其他安全保障措施，实现电机与机床主轴的一体化。电主轴结构的基本构成通常由电主轴单元、轴承及其润滑单元、主轴冷却单元以及动平衡单元组成。

　　精密电主轴的合理预紧力控制：

　　为提高精密电主轴的刚度，抑制振动及高速回转时滚珠公转和自转的滑动，提高轴的回转精度等，在主轴上使用的滚动轴承均需预紧。预紧的方式主要有恒位置预紧和恒力预紧。

　　恒位置预紧是将轴承内外圈在轴向固定，以初始预紧量确定其相对位置，运转过程中预紧量不能自动调节。随着转速的提高，轴承滚子发热膨胀、内外圈温差增大、滚子受离心力及轴承座的变形等因素影响，使轴承预紧力急剧增加，这是高速主轴轴承破坏的主要原因。但这种预紧方式具有较高的刚性，如果采用陶瓷球轴承，并适当润滑和冷却，在dn值小于2.0×106的高速电主轴单元中仍广泛应用。

　　恒力预紧是一种利用弹簧或者液压系统对轴承实现预紧的方式。在高速运转中，弹簧或液压系统能吸收引起轴承预紧力增加的过盈量，以保持轴承预紧力不变，这对超高速主轴特别有利。但在低速重切削条件下，由于预紧结构的变形会影响主轴的刚性，所以恒力预紧一般用在超高速、载荷较轻的磨床主轴或者轻型超高速切削机床主轴上。

　　在超高速加工中心主轴单元中，为了克服上述两种预紧方式的缺点，使精密电主轴单元既能适应低速重载加工，又能适应超高速运转，开发出可进行预紧力切换的预紧机构。在低速重切削时，轴承在恒位置预紧下工作；当高速轻切削时，系统可自动切换成恒力预紧方式，以防止预紧力增大，使轴承的高速性能得到发挥。