2.3.4 电主轴的动平衡

电主轴的最高转速可高达60000～180000r/min，旋转部分微小的不平衡量都可能引起巨大的离心力，造成机床的振动，影响加工精度和质量。因此必须对电主轴进行十分严格地动平衡，使电主轴组件的动平衡精度达到0.4级以上的水平。

1．设计电主轴时，必须严格遵守结构对称的原则

图2.7 所示电主轴的连接结构中，电动机转子与主轴之间是靠将转子加热至180～200℃再装入过盈套筒产生的过盈配合来实现扭矩传递的，其过盈量是按所传递的扭矩来计算的[8]。过盈量有时大到0.08～0.10mm[8]。主轴尽量不用键、螺纹与其他零件连接。主轴上起轴向固定零件作用的螺纹套筒改用与主轴有过盈配合的端盖来代替。

这种过盈套筒连接的结构有如下优点：

① 主轴上不会产生弯曲应力和扭转应力，不影响主轴旋转精度；

② 易保证零件的定位端面与轴心线的垂直度，轴承预紧时不会引起轴承受力不均，对轴承寿命无影响；

③ 过盈套筒的质量均匀，主轴的动平衡易得到保证；

④ 热套法安装、压力油注入法拆卸对主轴无损害；

⑤ 定位可靠，主轴刚度可得到提高。

2．设计过盈配合结构时，必须考虑拆装的方便

图2.7中的转子硅钢片内过盈套筒1是用Cr-Mn弹簧钢制造的薄壁件，具有较好的弹性。当需要更换前轴承而把转子从主轴上拆卸下来时，可用高压泵将高压油从转子内套左端小孔a压入环形内孔e，过盈套筒1 的内径在高压油的压力作用下要胀大，这样就可方便顺利地将转子拆下。为了保证主轴单元结构的对称性，转子内过盈套筒1的左端面上也要对称地加工出另一小孔b，该小孔可用螺塞堵死。

3．装配后保证动平衡的其他措施

一是转子硅钢片在装配前要留有加工余量，热压装入主轴后再以主轴轴颈为支承进行精加工；二是在两端盖上对称地加工出不同直径的螺孔c、d（M4或M6），根据组件动平衡测试的结果，旋入相应深度的平衡螺钉，然后再用环氧树脂固化。

文献[103]中研制了外部控制注液式在线动平衡装置。控制器可根据转子振动状态的变化判断失衡方位，并发送指令给液压系统，可有效抑制失衡振动[103]。