SDS电主轴使用说明书

更新时间：2012-07-21 点击次数：2113

SDS电主轴使用说明书

一、概述

SDS采用德国GMN向心角接触陶瓷球推力轴承，主要有BT 13. 6.5kw/ER 8A 5.0kw。SDS电主轴是一种电机转子和主轴合二为一的高速精密主轴功能部件，采用了机电一体化新技术新工艺新材料，变频无级调整，噪音低，运转平稳可靠，具有较好的负载特性。主要用于高速钻铣削和雕刻。

二、 安装和使用

1. 工作环境温度通常为-10℃～40℃。

2. 安装前用手转动电主轴轴头，应手感灵活，无阻滞现象。

3. 检查定子绝缘电阻不低于100MΩ。

4. 将电主轴装入机座中，不得松动。

5. 电主轴存放或停用6个月后，须重新更换油脂才可使用，否则将影响电主轴寿命。

6. 水冷电主轴需通过循环冷却液进行冷却，冷却水量按1升/千瓦·分钟计算，冷却水zui低流量不小于5升/分钟；冷却水要求使用单独水箱并添加防锈剂。水温为5℃-25℃。精密加工机床要求恒温20±2℃。电主轴进出水管应按标牌所示连接，连接处不得漏水，保证冷却液流动通畅。

7. 电源线应采取防水及屏蔽措施。电主轴与变频器连线不宜超过25m。

8. 电主轴运转时，保证气封（1-2个大气压）的气源常开。

9. 电主轴必须与变频器配套使用，变频器选用应与电主轴的电压、功率、频率等范围相匹配。设置变频器首先设置变频器的基准频率，变频器的基准频率按电主轴的zui高频率设置，如变频器的基准频率不设置（变频器的基准频率在出厂时设置为50Hz）,开始运行时电主轴马上会烧坏；变频器的zui高频率、转折频率和对应的电压按使用说明书中的曲线对应设置；变频器的电流按电主轴的额定电流设置；过载电流按电主轴的额定电流120%设置；过载跳闸等级按100%设置，过载跳闸时间按5s设置，载波频率按电主轴的功率大小设置，小于10kw电主轴按8KHz设置，大于10kw电主轴按5kHz设置，升速、减速时间按10s～20s设置，如遇到起动电流超过额定电流而保护时应延长升速时间，输入/输出缺相保护应设置在能保护变频器和电主轴的功能上。

10. 将变频器与电主轴三相电源连接，其中变频器的三相电源线应焊接在插头1、2、3脚上，4脚为地线。然后变频器与外接电源连接。接通电源后变频器点动，观察电主轴的旋转方向是否与电主轴指示方向一致，如旋转方向不一致应立即关机，调换变频器与电主轴连接三

相电源上的两根即可。电主轴严禁在错

误的旋转方向上运转（见右接线图）

11. 为延长电主轴的使用寿命，新的或更换新

轴承的应在转速范围内均分为8档，分别

连续运行0.5小时，共计4小时后，待温升稳定

后再升为zui高转速，避免直接高速运转而缩短轴承的使用寿命。

12. 电主轴在装弹簧夹头时，应清除轴头内及弹簧夹头表面的杂质，以免降低精度，装拆时弹簧夹头内应有刀具，以免损坏它，夹紧时禁止用力过猛。

13. 电主轴停机时，应先关断电源，待*停转后再关断冷却水，如果停用时间较长时，应用压缩空气将冷却管道中的残余冷却液吹出。

14. 电主轴的电机寿命为一年。轴承寿命：国产为1000h，进口为2000h。

三、 维护和保养

1. 电主轴运行中发出异常声音或振动特别大时，应停机检查，必要时更换轴承；当运行中发出异常气味或突然停转，应立即切断电源，用摇表测量定子对地电阻，及三相电阻是否对称。绝缘电阻丧失或三相电阻不平衡超过5%时，为定子损坏，应更换定子。

2. 电主轴不允许用任何机械方式在轴端强行制动。

3. 在周日或节假日后，先使用电主轴空运转半小时后，再开始工作。

4. 电主轴属精密产品，运输、保管及使用中严禁磕碰，特别是轴伸端。

5. 电主轴出现异常时，应由专业人员或我公司修理。

四、 拆卸、装配及调试

注意：

1、装配场所须清洁，应有严格防尘措施。

2、拆装时应使用工具，严禁硬打硬敲，以免损坏零件。

（一）拆卸

1. 拆下水嘴座，后盖及后螺母。

2. 拆下前防尘罩，拧下前螺母，拆下前盖。

3. 将转子轴组件向前压出机壳及前端盖。

4. 将后轴承组件从机壳上取出。

5. 将前轴承组件从转子轴中压出。

6. （若只换轴承，不换定子，此步骤省略）拆下前端盖（注意：前端盖和机壳在360°上有方向关系，装配时还按这个方向）。将定子从机壳内取出，严禁将转子从转子轴上卸下。

（二）装配及调试

1. 装配前各零件都必须用120#以上汽油清洗干净，以防污物带入壳体，影响主轴精度和寿命。

2. 装配顺序与拆卸步骤相反。

3. 有隔圈的主轴，要配研隔圈，保证隔圈两端面的平行差不大于0.002，使两轴承均匀受力。

4. 轴承组件要压入轴上和壳体内，严禁敲打。

5. 电主轴装配完毕后，用手拧转主轴伸出端应灵活无间隙，无任何卡滞现象，调试主轴，使跳动合乎要求。

五、 频压曲线

电主轴的频压曲线共3种，如下图：

1、恒转距曲线：

2、恒功率曲线：

3、近似恒功率曲线:

六、 常见故障及排除方法

故障	原因	排除方法
开机后电主轴不运转	变频器无输出或设定不符	检查变频器输出，重新设置变频器
	电源插头未插	检查电源插头及电主轴连线线
	插头和电主轴连线缺陷	更换电主轴定子线包
	电主轴定子线包损坏	对电主轴定子线包进行烘干
开机后运转几秒钟后停机	进水破坏电主轴定子线包绝缘
	缺相及匝间引起电主轴定子线包烧坏
	缺相造成过变频器电流

开机后几秒钟电机冒烟或外壳发烫


启动时螺母松动
噪声及振动大

1、传感器引线，适用电压24VDC

2、主电源引入线（其中黄绿色为地线，其余棕、黑、蓝为三相电源线）

3、气缸回气口

4、出水口

5、换刀除尘进气口

6、气封进气口

7、进水口

8、气缸进气口

对电主轴单独试运转时，请按安全标准做好保护接地装置。

用1000V绝缘电阻表检查定子线包与机体间绝缘电阻，不低于100MΩ。

将电主轴装入机座中，不得松动，装夹位置应避开主轴两端轴承位置。

水冷电主轴需通过循环冷却液进行冷却，水泵扬程4m。冷却水流量5升/分钟；冷却水要求使用单独水箱并添加防锈剂，水中不允许进入泥沙等杂物，防止冷却水道堵塞。当水中出现泥砂、水垢及微生物时，要及时更换纯净水，并定期清洗水箱。精密加工机床要求冷却水恒温20±2℃。电主轴进出水管应按标牌所示连接。连接处不得漏水，保证冷却液流动通畅。

电源线应采取防水及屏蔽措施，防止高频电磁波对数控机床控制系统造成干扰。安装、使用和维修时，应防止进水或其他能使电气绝缘破坏的液体进入接线端子，造成电气短路。电主轴与变频器连线长度不宜超过25m。

电主轴运转时，应保证气封（2-2.5个大气压）的气源常开，气源须经油水分离器、干燥过滤器方可使用，过滤精度5um，否则会造成轴承损坏。

变频器的选择及设置

变频器选用应与电主轴的铭牌参数相匹配，设置变频器时首先设置电主轴的基准频率，变频器的基准频率按电主轴V/F曲线进行设置，若变频器的基准频率未设置（变频器的基准频率出厂时设置为50Hz）就开始运行电主轴，则电主轴很快会烧坏。

变频器的zui高频率、转折频率等参照如下基本参数设置表：

基准频率	V/F曲线*拐点Vi
zui高频率	铭牌参数
加速时间	10-20s
减速时间	10-20s
载波频率	主轴功率﹥10kw，5kHz 主轴功率﹤10kw，8KHz
电压	铭牌参数
过载电流	1.2※铭牌电流
输入、输出缺相保护	选择有效

电主轴的频压曲线，如下图：

电主轴的接线分布：

接线

将变频器输出三相电源线焊接在插头1、2、3脚上，4脚为地线。然后变频器与外接电源连接。接通电源后变频器点动，观察电主轴的旋转方向是否与电主轴指示方向一致，如旋转方向不一致应立即关机，调换变频器与电主轴连接三相电源上的两根即可。

主轴严禁反转！！！

电主轴必须正转，若反转，互换U、V、W任意两根即可，当电主轴内定子线包温度≥额定工作温度时，热敏电阻开始工作。

传感器有两种型号（0-24v，PNP），简易连接图如下：

一般电主轴装有两只传感器，传感器1感应拉刀信号，即刀柄挂上去时，传感器黑色线输出信号；传感器2感应松刀信号，即刀爪打开时，传感器黑色线输出信号。

本公司生产的加工中心电主轴的压力缸是气缸。按使用说明书或电主轴后盖上的标记接通气缸进气，气封进气，气缸回位，即回气。换刀除尘的气源管路。其压力应按使用说明书上的要求调整，一般气源的压力控制在0.6-0.7MPa，气缸进气的压力略高于气缸回位，换刀除尘的压力控制在0.1-0.2MPa。气缸气源及换刀除尘的气源要经过油水分离器、干燥过滤器方可使用，过滤精度10um，数控机床上气路控制系统需要安装4个电磁阀分别控制气缸进气、气缸回位、换刀除尘和气封（见气路控制简图）

控制的顺序如下：

1）卸刀---电主轴*停止后，开启气缸进气阀，气缸的活塞运动，压下拉杆及弹簧，拉爪松开卸下刀柄，此时传感器Ⅰ输出电压信号，打开除尘气阀蒋内锥孔吹干净，以免影响换刀后的主轴精度，卸刀完毕。进气和换刀除尘可共用同一管道气源联动。

2）换刀---关断换刀除尘阀门，将新刀柄装入锥孔后，关停进气阀，换刀完毕。

3）回气---打开回气阀，气缸活塞复位，传感器Ⅱ输出电压信号，复位指示灯点亮，装刀完毕。回气持续时间4-5s，使进气缸内气压与大气相通，等压。

4）运行加工---电主轴运行与气封联动，从主轴运行到信机始终保持通气，以免轴承受到冷却液，切屑的污染，延长轴承有效工作时间。

气压要求：进气 0.5-0.6MPa

回气 0.4-0.5MPa

气封 0.2-0.25MPa

换刀除尘 0.1-0.2MPa

传感器的输出信号与系统连续，即拉刀信号输出后电主轴才能起动，气封气源由第四个电磁阀控制，由开机到信机始终保持通气，要求电主轴与气封联动，只要电主轴起动气封就要通气，以保证轴承免受冷却液、切屑的污染。客户也可以选择手控、见手动控制简图。

快速排气口

进气

按电磁阀控制按钮

气源

进气通、回气关

回气

不按电磁阀控制按钮

进气关、回气正常开

二位五通电磁阀

为延长电主轴的使用寿命，新购的电主轴或更换新轴承的电主轴，安装后，使用前应经过跑合。必须从zui低转速跑合30分钟后，按3000转/分级差进数，跑合的zui高转速为额定转速的80%，共4小时，待温升稳定后再升为zui高转速，观察是否正常，避免直接高速运转而缩短轴承的使用寿命。

电主轴停机时，应先关断电源，待*停转后再关断冷却水，如果停用时间较长时，应用压缩空气将冷却管道中的殘余冷却液吹出。

如果用户没有使用气封或气源没有经过油水分离器、干燥过滤器，造成轴承因进液或切削粉尘而损坏，邮用户承担轴承的维修费用。

刀具要经过精密动平衡

推荐刀削速度：切削深度0.2mm以下，走刀速度≤1.5m/min

必须使用稳压电源盒不间断电源，以此保证工作的可靠性

每天开始工作时，主轴电机要按从低速到高速运行的原则，逐步升速预热，当电机达到所需转速且空载盍平稳、温度稳定后再进行加工，这样才能保证较好的加工精度。

如果停机超过两天以上，必须分档从低速到高速按电机磨合步骤对电机进行空载磨合，在磨合通过后才能使用。

在规划刀路时要确保主轴电机受力合理，一定要避免竖直下刀，严禁主轴电机超负荷工作，以此保证主轴电机的正常使用寿命。

严禁使用刀刃磨损的刀具进行加工。刀具磨损后仍继续使用，会加大电机轴向力，导致轴承受损，而且还影响雕刻的精度及效果。

操作过程中严禁敲击、撞击主轴电机转子端。要求操作员对刀时一定要注意Z轴起刀点，要审核输入起刀点的参数，防止误操作。要避免在操作过程中出现撞击、扎刀等现象对主轴电机的轴承造成损伤。一旦有扎刀现象，要立即停机，以此避免高速运转对轴承造成更大的伤害！然后，从低速开始进行磨合，时间要比正常摩登时间略长，直到电机运转平稳，正常后再开始工作。

如果操作不当，卡头被卡在电机转子端，严禁用敲打电机转子的方法取出卡头。处理时只能用钳子等工具取卡头，但不能损伤电机转子螺纹。此时，卡头和压帽已经*丧失精度，事后必须立即更换卡头和压帽，否则继续使用仍会损伤电机转子。

使用工件切削液时，一定要将切削液冲在刀具切削部位，只有这样才能起到对刀具和工件的冷却作用，严禁将切削液冲在压帽和电机转子端。

刀具采用弹簧卡头装卡。为了保证刀具的装卡精度和加工质量，也为了避免圧帽、转子损坏，每次装卡刀具前，一定要用汽油或WD40清洗剂将卡头和圧帽清理干净！要经常检查。清除卡头缝隙内的残渣，要将卡头的内孔及外表面（含锥面、端面等）擦洗干净，要将园子与卡头配合的端面，锥孔擦洗干净再上刀。

要按正确的方法上下刀具，不能使用蛮力上下刀，防止转子和圧帽滑落。

不要24小时不停地使用主轴电机，每天至少要让主轴电机休息2个小时，以此保证主轴电机能恢复机械疲劳，从而延长主轴电机的寿命。

不使用已磨损的换刀工具和圧帽。