电主轴技术发展趋势主要表现在以下几个方面:一.高速度,高刚度由于高速切削和实际应用的需要,随着主轴轴承及其润滑技术、精密加工技术、精密动平衡技术、高速刀具及其接口技术等相关技术的发展,数控机床用电主轴高速化已成为目前发展的普遍趋势,如钻、铣用电主轴,瑞士IBAG的HF42的转速达到140000r/min,英国WestWind公司的PCB钻孔机电主轴D1733更是达到了250000r/min;加工中心用电主轴,瑞士FISCHER最高转速达到42000r/min,意大利CAMFIOR达到了75000r/min。在电主轴的系统刚度方面,由于轴承及其润滑技术的发展,电主轴的系统刚度越来越大,满足了数控机床高速、高效和精密加工发展的需要。二、高速大功率。低速大转矩根据实际使用的需要,多数数控机床需要同时能够满足低速粗加工时的重切削、高速切削时精加工的要求,因此,机床电主轴应该具备低速大转矩、高速大功率的性能。如意大利CAMFIOR、瑞士Step—Tec、德国GMN等制造商生产的加工中心用电主轴,低速段输出转矩到200Nm以上的已经不是难事,德国 CYTEC的数控铣床和车床用电主轴的最大扭矩更是达到了630N·m;在高速段大功率方面,一般在l0~50kW;CYTEC电主轴的最大输出功率为 50kW;瑞士Step—Tec电主轴的最大功率更是达到65kW(S1),用于航空器制造和模具加工;更有电主轴功率达到80kW 的报道。三、进一步向高精度、高可靠性和延长工作寿命方向发展用户对数控机床的精度和使用可靠性提出了越来越高的要求,作为数控机床核心功能部件之一的电主轴,要求其本身的精度和可靠性随之越来越高。如主轴径向跳动在0.001mm 以内、轴向定位精度以下。同时,由于采用了特殊的精密主轴轴承、先进的润滑方法以及特殊的预负荷施加方式,电主轴的寿命相应得到了延长,其使用可靠性越来越高。Step—Tec的电主轴还加装了加速度传感器,降低轴承振动加速度水平,为了监视和限制轴承上的振动,安装了振动监测模块,以延长电主轴工作寿命。四、电主轴内装电机性能和形式多样化为满足实际应用的需要,电主轴电机的性能得到了改善,如瑞士FISCHER主轴电机输出的恒转矩高转速与恒功率高转速之比(即恒功率调速范围)达到了 l:14。此外,出现了永磁同步电机电主轴,与相同功率的异步电机电主轴相比,同步电机电主轴的外形尺寸小,有利于提高功率密度,实现小尺寸、大功率。五、向快速启、停方向发展为缩短辅助时间,提高效率,要求数控机床电主轴的启、停时间越短越好,因此需要很高的启动和停机加(减)速度。目前,国外机床电主轴的启、停加速度可达到lg以上,全速启、停时间在ls以内。六、轴承及其预载荷施加方式、润滑方式多样化除了常规的钢制滚动轴承外,近年来陶瓷球混合轴承越来越得到广泛的应用,润滑方式有油脂、油雾、油气等,尤其是油气润滑方法(又称Oil-air),由于具有适应 高速、环保节能的特点,得到越来越广泛的推广和应用;滚动轴承的预负荷施加方式除了刚性预负荷(又称定位预负荷)、弹性预负荷(又称定压预负荷)之外,又发展了一种智能预负荷方式,即利用液压油缸对轴承施加预负荷,并且可以根据主轴的转速、负载等具体工况控制预负荷的大小,使轴承的支承性能更加优良。在非接触形式轴承支承的电主轴方面,如磁浮轴承、气浮轴承电主轴(瑞士IBAG等)、液浮轴承电主轴(美国Ingersoll等)等已经有系列商品供应市场。七、刀具接口逐步趋于HSK、Capto刀柄技术机床主轴高速化后,由于离心力作用,传统的CAT(7:24)刀柄结构已经不能满足使用要求,需要采用HSK(1:10)等其它符合高速要求的刀柄接口形式。HSK刀柄具有突出的静态和动态联接刚性、大的传递扭矩能力、高的刀具重复定位精度和联接可靠性,特别适合在高速、高精度情况下使用。因此,HSK刀柄接口已经广泛为高速电主轴所采用(如瑞士的IBAG、德国的CYTEC、意大利CAMFIOR等)。近年来由SANDVIK公司提出的Capto刀具接口也开始在机床行业得到应用,其基本原理与HSK接口相似,但传递扭矩的能力稍大一些,缺点是主轴轴端内孔加工困难较大,工艺比较复杂。八、多功能、智能化在多功能方面,有角向停机精确定位(准停)、C轴传动、换刀中空吹气、中空通冷却液、轴端气体密封、低速转矩放大、轴向定位精密补偿、换刀自动动平衡技术等。在智能化方面,主要表现在各种安全保护和故障监测诊断措施,如换刀联锁保护、轴承温度监控、电机过载和过热保护、松刀时轴承卸荷保护、主轴振动信号监测和故障异常诊断、轴向位置变化自动补偿、砂轮修整过程信号监测和自动控制、刀具磨损和损坏信号监控等,如Step-Tec电主轴安装有诊断模块,维修人员可通过红外接口读取数据,识别过载,统计电主轴工作寿命。
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概要:目前市面上设备逐步的均采用意萨高速切割夹盘电机,直接装夹切割或者打磨锯片,来进行锯切以及打磨的工序处理。这种直接采用高速切割电机直接作业的方式,其具备高精密、高效率、低空间等优势。那么采用这种意萨夹盘电机直接夹锯片作业时,应该注意哪些问题呢?1、高速切割电机应具备良好性能,无震动。  2、切割夹盘外径的大小应一致,大约是锯片直径的1/3。  3、高速切割电机夹盘与锯片接触的表面应与孔的中心线垂直。  4、切割高速电机主轴直线度及跳动绝对不能超过公差(0.03)。   6、锯片在安装前要先擦干净,如果锯片上粘有树脂,需用稀释剂擦除。 7、锯片有钝感时,应及时修磨,应注意保持锯齿原有切割角角度。   8、修磨时要选择合适金刚石砂轮,同时要使用冷却液。   9、锯片扩孔建议不超过原孔的20MM,超过则影响加工效果。   10、每次安装都必须保持法兰盘了垫圈的干净,平整。   11、修磨后角和锯身时千万要小心,切勿手工操作,则会造成锯齿碎裂和锯身失衡。12、切割前要检查锯片有没有安装紧固,防止发生位移和打滑。  13、将锯片垂直挂在干燥的架子上,平放回导致锯片变形。   14、使用时请勿超过规定的最高转速。(  最高转速12000左右)。15、安装时,先确认锯台的性能,用途,以免引起事故。   16、安装时须检查锯片有没裂缝,弯曲,掉齿等现象。   17、锯片安装后,必须确认锯片的中心孔有没有牢固的固定在锯台的法兰盘上,然后轻轻的用手推动锯片,确认锯片转动有没有偏心晃动。   18、必须把锯片箭头指示的切割方向与锯台旋转方向对准,严禁安装放方向,方向装反会导致锯片掉齿。   19、使用前先让锯片预转一分钟,才能进行切割。   20、禁止倒转,倒转会导致掉齿,严重的会有危险。   21、使用中听到异常声音。看到异常晃动,切面不平时,请马上停止工作,查找异常原因,或更换锯片。   22、切割时,禁止突然把锯片停止在被切割物中间,则会导致锯齿脱落或锯片变形。  23、切割后请及时擦抹防锈油,以防锯片生锈。   24、锯齿不锋利时要研磨锯齿,必须拿到厂家指定的研磨机构或有研磨技术的商店去研磨。
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行业定义与发展历程高速电机,也称主轴电机,广义范围来讲,高速电机又可以被称为电主轴,高速电主轴等等,通常是指转速超过10000r/min的电机。它们具有以下优点:一是由于转速高,所以电机功率密度高,而体积远小于功率普通的电机,可以有效的节约材料;二是可与原动机相连,取消了传统的减速机构,传动效率高,噪音小;三是由于高速电机转动惯量小,所以动态响应快。    意萨电机以高精密,高稳定性赢得广大好评、图表1:国际电机发展历程资料来源:前瞻产业研究院整理全球电机行业发展现状电机在当今世界中的应用非常广泛,甚至可以说有运动的地方就可能有电机的存在。据美国电机工程师学会AIEE调查数据显示,2016年全球工业电机市场规模为6138.8亿美元,2009-2016年复合增长率约7.84%。预计2017年市场规模增长至6530亿美元。图表2:2009-2017年全球电机市场规模及增长情况(单位:亿美元,%)资料来源:前瞻产业研究院整理全球高速电机行业竞争格局从世界电机市场的规模来看,全球范围内的电机系统的硬件、软件和外围设备的总销售份额中,欧洲、中东和非洲总共占37.8%,日本占25.1%,北美占19%,亚洲(不包括日本)占17.2%,其中中国就占到12.5%。图表3:2009-2016年世界电机市场分布(单位:%)资料来源:前瞻产业研究院整理国外发达国家电机市场呈现垄断竞争状态。以最大的欧洲市场为例,德国的Siemens公司和瑞典ABB公司一直处于领导地位,另外两家骨干企业是法国的领导者Leroy-Somer公司和在英国市场占统治地位的Brook Crompton公司,这四家公司的市场份额超过了整个欧洲市场50%以上。图表4:欧洲电机市场企业市场格局资料来源:前瞻产业研究院整理近年来,国际电机市场的竞争日趋激烈,价格已达到几近临界的地步,除了特殊电机、专用电机、大型电机之外,一般通用中小电机制造企业在发达国家难以继续立足。中国在劳动力成本方面具有较大优势。另一方面,中国市场已成为全球企业竞争的焦点。因此,出于效益、技术、资源、劳动力成本等诸多方面的考虑,世界不少发达国家的电动机制造者正在向中国转移,不断以独资或合资的形式参与竞争,外国公司在国内不同形式的企业,办事处和代理机构也越来越多,使得国内市场竞争更趋激烈。世界产业结构的转变,对中国的企业是一种挑战,同时也是一个机会。这对促进中国电机行业上规模、上档次,增强产品开发能力以及与国际接轨来说是一个极好机会。全球电机行业发展趋势从全球电机市场的发展趋势来看,其主要表现为以下几点:1、高效化、专业化、集成化从电机系统功率的销售分布看,小功率的电机仍然支配了市场,1-4kW的电机占了总销售额的21%,5-40kW的电机则占总销售额的26%。国外的中小型电机正在向高效化、专业化、集成化的方向发展,市场前景非常广阔。2、小电机化全球经济国际化,小电机产业也趋向生产、物流、销售国际化。小电机是工厂自动化、家庭生活自动化、办公自动化的重要基础产品。各种新的电子产品不断出现和人们生活质量不断提高,对小电机产品的品质要求和需要量也提出新的要求,促使小电机产业向前发展。3、节能减排化近年来,节能减排在世界各国受到广泛重视。数据显示,全球电动机的用电量平均占世界各国社会总用电量的一半以上,占工业用电量的60%左右。因此,电机系统效率的提高,对节约电能意义十分重大。目前,欧洲、美国、加拿大等国家和地区都已制定相应的节能等级,以推进电机行业的节能减排。全球高速电机行业前景预测由于引入了严格的用电标准且电价上涨,全球范围内对高效节能电机的需求正在不断上升,下游市场驱动系统产量不断上升也增加了对电机的需求。此外,设计和制造过程中严谨的标准,以提高电机的效率,鼓励全球厂商开发高效节能电机。电机的需求趋势正稳步从标准效率电机转向高能效电机,然而,对高效节能电机好处缺乏认识且初始购买成本高正掏高效节能电机的成长。前瞻预测,全球工业电机市场正得以恢复,在未来5年,全球工业电机市场有望以7%-7.5%的年综合增长率发展,预计在2020年将突破8000亿美元,至2023年达到9500亿美元。图表5:2018-2023年全球工业电机市场规模预测(单位:亿美元)
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2008、2009年国际金融风暴开始席卷全球,世界工业领域大幅减产,实体经济陷入严重衰退,世界电机行业也将随之衰退。2010、2011年属于出口恢复性增长。2012年受欧洲债务危机影响,新一轮世界经济衰退期开始显现,我国电动机出口企业应在2015年后抓住机遇,摆脱低价恶性竞争,不断提高产品质量,开拓国际新兴市场。  电机行业要推进产能合作,避免低端恶性竞争。电机行业在实施“走出去”战略、推进国际产能合作方面已经有发电、输变电龙头企业率先垂范,并取得了一定的成绩。因此,行业内凡具备一定条件的优势企业,都应当积极拓宽国际合作领域、扩大市场空间,提高国际化水平。  摆脱出口电动机无序竞争的根本在于避开市场的恶性低价竞争,走高端产品、特色产品之路。国内电机行业应从根本上改变品种单调、结构落后的局面,瞄准高端市场,重新定位,不断推陈出新。在国外,欧盟国家电机制造业总体上以中小企业为主,其高技术含量电机的市场定位比较稳固,一方面他们积极生产高效电机,节省能源;另一方面,他们再对同样的产品进行巧妙设计,使电气性能比我国同等功率的电机要好很多,我国产品如果还不能形成自己的特色,将很难参与国外市场的竞争。  电机行业要加快在重点行业全面推进“智能制造”。面对产品价格持续走低、人工成本不断上升、利润降低、企业生存压力加大的情况,加之下游行业对于电机技术性能和质量要求不断提高,我会建议在对于电力装备等具有良好实施基础的重点行业加快全面推进“智能制造”,加大智能制造专项和试点示范工作支持力度和投入力度,扶强扶优,重点突破。建议在后续推进智能制造工作中,在做好智能制造体系框架和标准体系顶层设计的同时,加大在重点行业推广示范力度。智能制造,重在落地,智能制造关键在于行业全面实施。通过在重点行业营造全面实施智能制造的氛围,顺应用户行业对于产品档次提升的需求,从提高整个装备制造业发展水平。  电机行业要智能驱动,借力“一带一路”。为进一步拓展国内电机产品在国外的市场,国内电机产品出口企业在根据国家产业政策进行产品结构调整,提高产品技术含量的同时,还要大力发展高质量、高档次、高附加值的出口产品,同时扩大出口渠道,开拓新的出口市场,从而为企业创造新的利润增长点,实现跨越式发展。只有未雨绸缪、开拓思路,才能在国外激烈的市场竞争中赢得一席之地。电机企业应抓住国家实施“一带一路”、“工业4.0”“中国制造2025”、智能制造等重大战略的历史机遇,以创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展为指导思想,扎实工作、锐意进取,早日实现电机行业的由大变强。
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