第一篇：简述电主轴技术发展前景
简述电主轴技术发展前景
电主轴技术发展前景是良好的,很多人对相关方面的信息都十分感兴趣.为了让更多人对相关信息有所了解,本文将对电主轴技术发展前景进行简单分析.一、继续向高速度、高刚度方向发展
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、向高速大功率、低速大转矩方向发展
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<0.0005mm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。
第二篇：无人机简述及其发展前景
无人机简述及其发展前景
摘要：简单介绍了无人机，对无人机的主要基础技术作了一定的阐述，针对遥感通信控制及材料。并通过对无人机在越南战争、中东战争、海湾战争及科索沃战争的作用，了解无人机现阶段的主要运用层面。从数据链、生存能力、全天候能力、续航能力以及政治即中程核力量条约方面分析了其面临的问题。并对无人的未来发展趋势作了展望，指出无人机在未来将实现隐形化、微型化、智能化、高速长航时化及系统化。关键词：无人机；基础技术；运用实例；问题不足；前景展望 中图法分类号：E926.399
文献标识码：A
无人机遥感（Unmanned Aerial Vehicle Remote
1.无人机简要介绍：
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。无人机系统由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成。无人机分为侦察机和靶机。侦察机用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战等；也可民用，如边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾情监视、交通巡逻、治安监控等。靶机可作为火炮、导弹的靶标。无人机可实现高分辨率影像的采集，在弥补卫星遥感经常因云层遮挡获取不到影像缺点的同时，解决了传统卫星遥感重访周期过长，应急不及时等问题。无人机用途广泛，成本低，效费比好；无人员伤亡风险；生存能力强，机动性能好，使用方便，在现代战争中有极其重要的作用，在民用领域更有广阔的前景。我们在此主要介绍在军事领域的无人机。
Sensing), 既是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，具有自动化、智能化、专用化快速获取国土、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势，已经成为未来的主要航空遥感技术之一。无人机为空中遥感平台的微型遥感技术，其特点是：以无人机为空中平台，遥感传感器获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。无人机上的遥感传感器是根据不同类型的遥感任务，使用相应的机载遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、多光谱成像仪、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪、合成孔径雷达等。使用的遥感传感器应具备数字化、体积小、重量轻、精度高、存储量大、性能优异等特点。2.2无人机通信技术
无人机通信利用通讯数据链通信。通讯链稳定性好可以做到可工作在各种恶劣的环境下，温度范围-40℃~+70℃。支持远距离传输60-100km，主要是用于飞控及机载（GPS、飞行姿态、航点、传感器）数据的传输。无人机上的远距离数据链传输，能实时传回无人机的各种数据，以及稳定的视频画面。地面控制人员还能随时发出指令，下达新的任务规划。无人机数据链是一个多模式的智能通信系统，能够感知其工作区域的电磁环境特征，并根据环境特征和通讯要求，实时动态的调整通信系统工2.无人机主要基础技术
2.1无人机遥感技术 作参数（包括，通信协议、工作频率、调制特性和网络结构等）达到可靠通信或节省通信资源的目的。
无人机数据链按照传输方向可以分为：上行链路和下行链路。上行链路主要完成地面站到无人机遥控指令的发送和接受，下行链路主要完成无人机到地面站的遥测数据以及红外或电视图像的发送和接收，并根据定位信息的传输利用上下行链路进行测距，数据链性能直接影响到无人机性能的优劣。
2.3无人机自主控制技术
无人机系统自主控制是指在不需要人的干预条件下,系统通过在线环境感知和信息处理,自主生成优化的控制策略,完成各种战略和战术任务,并且具有快速而有效的任务自适应能力。无人机系统自主控制面临的挑战包括复杂、非结构化、意外的动态环境,不确定的、意外的事件和态势,远距离长航时条件下复杂网络通信链路故障、突发系统故障、实时外部威胁等环境不确定性;高度复杂决策空间和强实时决策能力等超越了人的认知能力范围的任务复杂性;高速、高机动性、高隐身性平台以及复杂柔性的系统结构等系统复杂性。将智能控制 和常规控制方法相结合是解决自主控制的一种有效方法,能够处理环境的高度不确定性,称为智能自主控制。自主控制和智能控制的联系在于实现自主是控制的目标,而智能控制是实现自主的有效途径 ,其智能是指系统拥有自主能力的程度。
实现完全自主控制的技术目前主要有两类,一类是多层控制结构,目前已研制出用于无人车辆的四层软件控制结构。另一类是人工智能专家系统。自主控制技术的发展也取决于高性能的传感器、嵌入式计算机、实时操作系统以及模式识别与人工智能技术的突破。预计到2030 年,微处理器将接近人脑的存储容量,采用10ns 颗粒可将每平方英寸的存储密度增加到1000GB ,处理速度将从106MIPS(百万条指令每秒)提高到1012MIPS ,达到人脑的处理水平,自主控制技术水平将得到极大的提高。
2.4无人机材料技术
2.4.1无人机复合结构材料设计制造技术 无人机用复合材料设计标准制定无人机不需要考虑人的生理承受能力，为充分发挥复合材料的性能优势，可以设计比有人机更低的安全系数，为
了达到更高的灵活机动性能，无人机可以设计较大的过载荷系数，达到15~20g ；同样因为不需要考虑人员因素，无人机可以有更大的设计空间，采用更为先进的气动构型。
2.4.2无人机隐形材料设计制造技术
隐身是现代战机要求的一项高尖端技术，无人机由于经常出现在敌方的防空和雷达监测的空域中，对隐身提出了更高的要求。现代隐身技术主要有材料隐身、涂层隐身、等离子体隐身、结构细节设计隐身等手段。无人机结构多为复合材料夹层结构，在结构细节设计隐身的基础上，作者认为可以优先开展复合材料泡沫或蜂窝夹层结构隐身设计和制造技术研究，在细节设计和结构设计、制造层次上解决无人机复合材料隐身技术。
2.4.3 RTM 和RFI成型复合材料结构件力学性能评估技术
低成本、高效费比是无人机的显著特点。采用整体化成形技术对于减少复合材料部件结构数量、降低使用和维护费用、节约成本、提高效率具有重要的作用。近年来，工程上，已经能够用RTM 和RFI 成型工艺方法制造复合材料构件，但是国内尚没有将这种成型工艺方法制造复合材料构件批量应用到具体型号上。因此进一步深入研究评估RTM 和RFI成型复合材料结构件力学性能是实现低成本、高效费比无人机结构平台的设计/ 制造的有力保证。2.5无人空中作战系统（UCAS）
无人空中作战系统是指将武装载具平台、传感器网络以及操控决策者整合为一体化的空中作战系统。它具有三项主要的指挥控制功能，其一是融合传感器回传数据，连续生成详细的、可用于目标引导的战场态势感知图；其二是能决策攻击某个具体目标以及如何、何时攻击；其三是为武装载具平台制定行动计划，指导其完成任务。在最新无人空中作战系统设计时，采取的思路就是尽可能少的对系统内的不同无人平台进行细节性控制。无人空中作战系统要能自主的完成任务，就需要其控制系统的控制质量有飞跃性的提升，使其能依赖本身及其他平台上的分布式判断、规划系统，完成所需的更加复杂的计划规划和策略选择。3无人机在现代战争中的应用
3.1越南战争无人机崭露头角
二十世纪六十年代，美军出动大量轰炸机战斗轰炸机对越南进行持续轰炸，但遭到了越南使用的苏制导弹还有中国援越防空兵的顽强打击，损失战机2500余架，飞行员5000多名。美国政府1962年制定生产靶机的瑞安公司将“火蜂”靶机改装为无人侦察机。瑞安公司用九十天改造了1000架飞机，投入越战战争。美军在越战期间使用火蜂无人高空侦察机3435次，执行高空超低空拍照，电子窃听，干扰无线电通讯，散发传单等任务，回收2873架次，战损率16%。如果换算成有人战机，美军将损失576架飞机，伤亡飞行员1200人。无人机在战场的出现，大大减少了战争空军伤亡率。3.2中东战争期间异军突起
1974年10月，第四次中东战争期间，以色列遭到了阿拉伯国家使用苏联的萨姆导弹系统的惨痛打击，损失战机71架，占以色列540架战机的13.15%，占以方被击落战机200余架的35.5%。以色列被迫改变突袭空防的战术方法。1982年夏季以色列与叙利亚爆发力黎巴嫩争夺战。叙利亚在黎巴嫩贝卡谷地布置了六个萨姆-6防空导弹群，以色列知道，如果想进行自由空军行动，必须掌握黎巴嫩的制空权，要想掌握制空权，必须摧毁这六个防空导弹群。为了摸清贝卡谷地的情况，以色列出动了“大力神”无人机模拟F-4的电子信号，诱骗黎巴嫩军队打开防空系统，掩护有人侦察机对贝卡谷地侦察。1982年6月9日，以军出动了近100架F-
4、F-
15、F-16战斗机，一架鹰眼E-2C预警机，两架波音707改装成的电子干扰机，还有大批无人机空袭贝卡谷地。以色列从1500米高空发射自行研制的“侦察员”和“猛犬”无人驾驶飞机。它们率先飞临叙军导弹阵地上空，诱使叙军萨姆-6导弹的制导雷达开机。制导雷达一开机，“侦察员”和“猛犬”立即把截获的无线电信号传给早已等候在空中的E-2C“鹰眼”预警机，“鹰眼”再把这一信息传给F-4“鬼怪”式战斗机。“鬼怪”获得信息后，发射“百舌鸟”反辐射导弹，准确无误地摧毁萨姆-6的制导雷达。对于没开机的制导雷达，以军使用美制小牛AGM-65电视制导导弹还有本国制造的LUZ-1电视制导导弹攻击，使叙军防空系统变成瞎子，然后出动96架飞机摧毁萨姆-6防空导弹系统。作战过程中，以色列无人机实时向军部报告攻击区域信息，以及叙利亚
军队还有巴勒斯坦游击队动向。3.3海湾战争中无人机做先锋
1991年海湾战争期间，在空袭伊拉克的“沙漠风暴”前二十四小时中，多国部队使用了大量“鹧鸪”ⅢBQM-74无人机突袭伊拉克设防森严的防空系统。1月17日，伊拉克时间2时39分多国部队“沙漠行动”开始。在F-117隐形飞机实行第一波攻击之后，3时20分美军出动EA-6B、EF-111电子战飞机对伊拉克防空系统进行电子干扰，使其雷达全部开机。然后美军发出大批“鹧鸪”ⅢBQM-74、大力神无人飞机，充当诱饵，模仿各国轰炸机的电子信号。3时48分到4时30分，伊拉克防空雷达因为探测无人机导致饱和，将无人机认为攻击型飞机，防空导弹对其射击，暴露了位置。紧跟在无人机后面的多国部队F-4G、A-
6、B-
52、旋风GR-1战机发射“哈姆”AGM-88反辐射导弹还有制导导弹将发现的防空雷达击毁。伊拉克防空系统完全崩溃再也没有恢复过来。
3.4科索沃战争期间无人机群上阵
1999年3月24日到6月20日的科索沃战争是二十世纪最后一场战争，也是最奇特的一场战争。以美国为首的北约集团1200架战机参战，出动了38000余架次，投射了23000余枚导弹炸弹，空袭了南斯拉夫四十多个城市的496个军事民用目标以及520个战术目标。在战争初期，侦察受到多云的影响，有人侦察机要想更好的侦察需要降低飞行高度，但由于防空火力打击不能有效侦察。1999年3月底北约紧急调用英法美徳意五国的“捕食者”“猎人”“先锋”、CL-289、“红隼”“不死鸟”、米拉奇-26七种类型的200余架无人机投入战争。无人机机载设备齐全，不存在死亡威胁，在几百带几千米的空中进行侦察，弥补了侦察卫星还有高空侦察机的不足，大量无人侦察机的使用克服了地形复杂气候恶劣目标分散等困难，确定了520个战术目标。无人机不仅24小时在南联盟上空执行侦察监视任务，提供拟打击目标防空系统的位置，精确提供静止目标和运动目标的位置坐标。而且完成了干扰南联盟通讯，诱骗南联盟雷达，对打击目标进行伤害评估等任务。无人机为北约顺利空袭，发挥了巨大作用。
4.无人机面临的问题
4.1数据链通讯易受电子干扰
数据链是无人机最脆弱的一环，数据链容易被干扰或操纵。经常因为距离远卫星位置不好、友邻相互干扰而丢失数据连接。频率带宽不够，无法容纳多架无人机操作与控制。随着科学技术的发展，电子战技术越来越成熟，而完全依赖电子信息遥控的无人机，将面临巨大威胁。小则是通讯连接中断，无人机暂时失去控制，无法正常的完成任务；更有甚者，无人机被敌方控制，对己方进行打击或侦察，或者直接盗取无人机上的机密信息。由于一些天气地形的影响，加上卫星的信号盲区或不稳定区，在这种情况下，就会造成一定影响，尤其是在未来对战争局势要瞬间把握，快速进入战斗反应的战争环境下，这种影响将会大大不利于无人机的大规模应用。
4.2易受敌人防空系统的攻击生存能力低 无人机对敌人高炮、红外地空导弹和飞机威胁没有反应能力。在科索沃，北约共损失了20多架无人机，一些被防空导弹击落。无人机由于对重量成本载荷等方面的要求，使其一些对抗措施不完善，很难应对一些导弹，以及其他的打击。虽然有的无人机比如暗星无人机，采用了隐身来提高其生存能力，或者全球鹰无人机采用高空飞行常规装备来提高其生存能力，但这些都是不够的。无人机的造价虽然相比于有人机较低，但其战略作用却是很大，不能一昧追求低费用，应全面考虑，最大发挥无人机优势。对于一些小型战术无人机，基本一次性使用，采取对抗措施意义不大。4.3全天候能力问题
实战表明，结冰问题会严重影响无人机及其探测装置的性能。战术无人机较便宜，常常一次性使用，无法增加笨重的融冰装置，只能加装探冰装置，一旦发现结冰，由控制员操纵离开结冰区域。除此之外，无人机，尤其是微小型无人机无法在大风的天气下操作。等等的一系列问题，说明无人机并不能很好的保证全天候条件下的有效侦察探测。4.4无人机续航及加油问题
无人机由于较小型化，载荷量较低，对油量的存储有限制，难以长时间航行。并且，用加油机对无人机加油风险较大，与加油机连接和给多架无人机加油都有问题，跨洋部署的距离和通讯也是问题。4.5中程核力量（INF）条约的限制
1988年的中程核力量条约禁止部署地基发射的巡航导弹，也限制武装的地基发射无人机。该条约说“无人的自己推进的飞行器，它在它的大部分飞行线路在，通过使用空气动力升力来保持飞行，而且
具有已经过证明的投掷武器的飞行器应该受到限制。条约限制不用加油能够飞行500-5000千米的飞行器。比如捕食者无人机就符合这些限制条件。所以，对这些条约的研究力度，将加大，通过海上来发射无人机。
5.无人机的发展前景
5.1隐形化
隐形技术是通过降低无人机的信号特征，使其难以被发现、识别、跟踪和攻击的技术。无人机的信号，以电磁波红外特征最为显著。无人机要想实现隐形，就要最大程度的减少电磁波的反射还有热量的过度集聚。减少电磁波反射主要依靠对其外形进行合理设计，减少反射面积或者使用新型材料和应用隐形涂料来最大可能的吸收电磁波。
而无人机发动机的尾喷管和排气口处热量积聚较多，是红外探测仪的主要红外源。因此要减少无人机的红外特征，主要是减少发动机尾喷管和排气口的红外辐射。一个是使用一些带有改变红外辐射波长添加剂的燃料，另一方面可以改变一下发动机的构造，加快热量散失。5.2微型化
无人机的另一个重要发展方向就是微型化。微型无人机的突出特点就是尺寸小、重量轻、功能范围广、便于携带，可以以班为单位来进行操控。它能够进入建筑物的内部进行观察探测，也可以固定在建筑物上充当监视器，更有甚者粘附在移动的敌方单位上进行跟踪。微型无人机的研发，不仅仅需要工业科技的支持，还有生物科技的基础。一些仿生学家，通过对一些小型飞行动物，如蝙蝠蝴蝶以及其他昆虫，用于研制出更高科技的无人机。通过加快这种微型无人机的研制开发，并将其运用到战场上，利用其不易被发现的特性，可以更能探测侦察到有用信息。也许在未来的战场上，蚂蚁真的就可以绊倒大象，小巧但威力巨大。但要想研制出小型无人机，就要更好的将一些基础设备微小化，并且保证长久的电池续航能力。5.3智能化
无人机智能化主要表现在无人机根据储存在其中的程序，利用卫星定位目标，可以对目标进行自主打击或进行战术规避。无人机的智能化，将实现军用无人机应用领域的转变。在无人机刚兴起时，无人机主要运用在战略侦察与战略诱骗方面。而随着其智能化的提高，无人机将真正变成战争利器，充分发挥其不畏死亡的最大优势，完成高风险度的高价值任务。无人机可以在巡航中，根据自身的激光雷达，来定位确认装甲车，雷达基站，导弹支架，以及其他的固定或移动的目标，并做好攻击准备。另一方面，无人机的智能化，可以降低无人机被击落的风险，提高生存能力。比如将一些优秀飞行员的战术行为编制出程序，输入到无人机控制系统中，可以针对来犯敌机的行为进行相应的战术规避。无人机的智能化，将为无人机的发展开启一个新的时代。5.4高速长航时化
一方面，未来无人机的飞行速度将大大提高。无人机的高速化将大大提高其机动性，进而提高其生存能力。高速化使无人机可以更好的逃脱雷达的追捕。此外，无人机的高速化，将增加其对一些有人飞机的协调能力。比如将高速无人机与F-22配合使用，飞行员对载有制导导弹的无人机进行操控。无人机的高速化，将为无人机作为多任务作战平台提供了物质基础。
另一方面，无人机将实现长航时化。要想实现无人机的长航时化，需要对无人机燃料供应系统进行相应的改进。提高电池能力或者改变能源利用方式。可以开发研制更为高效的燃料电池，也可以利用太阳能等新能源。长航时化的无人机，将大幅度提高其侦察能力，向实现全球化迈进一步，更好的弥补卫星监视死角的不足。5.5系统化
无人机将实现系统化作战。随着无人空中作战系统的不断完善，无人机之间的协调合作能力将大大提高，无人机将实现集群式大规模式攻击式作战。也许在未来，无人机可以单独进行大规模军事行动，而不是简单地执行战略侦察协助攻击或者是单独目标的定向打击。而是一种以无人机为主要战争工具的新型作战方式。在一个统一的系统下，各无人机明确分工，合作协作，实现分批次分重点分强度的智能化打击。
6.小结
本文主要综述无人机的主要相关基础技术，结合应用实例分析其在当今及未来战争中的应用，讨论其可能存在的各种问题，并展望其未来发展。随着科学技术的不断发展，无人机方面的不断完善，无人机将作为空军的中坚力量出现在未来战场上！
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第三篇：电主轴综述
高速电主轴技术
乔志敏 S1203027 摘要:通过阐述了高速电主轴的发展历程、高速电主轴的结构以及高速电主轴设计制造过程中的关键技术，分析了高精度、高转速电主轴对数控机床性能的影响。实践证明，采用高速加工技术可以解决机械产品制造中的诸多难题，能够获得特殊的加工精度和表面质量，高精度高转速电主轴功能部件，对提高数控机床的性能具有极大的影响。
关键词：高速电主轴；高精度；数控机床
Abstract: Based on the development of high-speed motorized spindle and the main structure of the motorized and the key technologies in the manufacturing process of high-speed motorized spindle, it analyzes the high precision, high speed electric spindle of influence on the performance of the numerical control machine.Practice has proved that high-speed processing technology can solve many problems in the manufacturing of mechanical products, and it can obtain special machining accuracy and surface quality.High precision and high speed motorized spindle features have a great impact on the performance of CNC machine tools.Keywords: high-speed motorized spindle, high precision, CNC machine
1.高速电主轴的现状与发展
早在20世纪50年代，就已出现了用于磨削小孔的高频电主轴，当时的变频器采用的是真空电子管，虽然转速高，但传递的功率小，转矩也小。随着高速切削发展的需要和功率电子器件、微电子器件和计算机技术的发展，产生了全固态元件的变频器和矢量控制驱动器，加上混合陶瓷球轴承的出现使得20世纪50年代末、90年代初的时候出现了用于铣削、钻削、加工中心及车削等加工的大功率、大转矩、高转速的电主轴。
国外电主轴最早用于内圆磨床，上世纪80年代，随着数控机床和高速切削技术的发展和需要，逐渐将电主轴技术应用于加工中心、数控铣床等高档数控机床，成为近年来机床技术所取得的重大成就之一。随着机床技术、高速切削技术的发展和实际应用的需要，对机床电主轴的性能也提出了越来越高的要求，目前国外从事高速数控机床电主轴研发与生产的企业主要有如下几家：德国GMN、西门子、瑞士IBAG、美国Setco、意大利Omlet、Faemat、Gamfior、日本大隈等，其中尤以GMN、IBAG、Omlet、Setco、Gammfier等几家的技术水平代表了这个领域的世界先进水平。
这些公司生产的电主轴较之国内生产的有以下几个特点 :①功率大、转速高。②采用高速、高刚度轴承。国外高速精密主轴上采用高速、高刚度轴承，主要有陶瓷轴承和液体动静压轴承，特殊场合采用空气润滑轴承和磁悬浮轴承。③精密加工与精密装配工艺水平高。④配套控制系统水平高。这些控制系统包括转子自动平衡系统、轴承油气润滑与精密控制系统、定转子冷却温度精密控制系统、主轴变形温度补偿精密控制系统等。并在此基础之上，这些外国厂家如美国、日本、德国、意大利和瑞士等工业发达国家已生产了多种商品化高速机床。如瑞士米克朗公司，就是世界上著名的精密机床制造商。它生产的机床配备最高达 60000r/min的高速电主轴，可以满足不同的切削要求，所有的电主轴均装有恒温冷却水套对主轴电机和轴承进行冷却，并通过高压油雾对复合陶瓷轴承进行润滑。所有的电主轴均采用矢量控制技术，可以在低转速时输出大扭矩。2.高速电主轴的部件组成 2.1高速电主轴结构
数控机床的高速主轴具有高回转速度，但这并无严格的界限。对作为高速切削机床代表的加工中心和数控铣床而言，一般是指最高转速≥10000r/min的主轴系统，并相应具有高的角加（减）速度，以实现主轴的瞬时升降速与起停。为适应制造业对机床加工精度愈来愈高的要求，高速切削主轴还应有较高的回转精度，通常要求主轴的径向跳动小于1um或2um，轴向窜动小2um。此外，主轴也要有足够的静、动刚度，以承受一定的切削负荷并保持高的回转精度。
高速机床的核心部件是高速电主轴，它将机床主轴与驱动电机合二为一，即将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件内部，也被称为内装式电主轴，其间不再使用皮带或齿轮传动副，从而实现机床主轴系统的“零传动”。高速电主轴的结构紧凑、重量轻、惯性小、响应特性好，并可减少主轴振动和噪声，是高速机床主轴单元的理想结构。
高速电主轴的结构如下图1所示。
图1 电主轴结构示意图
高速电主轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架四个主要部分，是高速机床的核心部件。这四个部分构成一个动力学性能及稳定性良好的系统，在很大程度上决定了机床所能达到的切削速度、加工精度和应用范围。高速电主轴单元的性能取决于主轴的设计方法、材料、结构、轴承、润滑、冷却、动平衡、噪声等多项相关技术，其中一些技术又是相互制约的，包括高速和高刚度的矛盾、高速和大转矩的矛盾等。2.2高速电主轴的驱动
采用内装式同轴电动机驱动的机床主轴，电动机是专制的内装式，电动机轴就是机床主轴。电动机的转子直接装在机床主轴上，电动机的定子装在主轴箱内，电动机自己没有轴承，而是依靠机床的高精度空气轴承支撑转子的转动。电动机现在都采用无刷直流电动机，可以很方便地进行主轴转速的无级变速，同时由于电动机没有电刷，不仅可以消除电刷引起的摩擦振动，而且免除了电刷磨损对电机的影响。为主轴能获得尽量搞的回转精度，电动机转子装在主轴上后应要求转子和主轴运转的影响。
同时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。
（4）结构简单紧凑，容易做成独立的功能部件，可由专业厂进行标准化、系列化生产。机床主机厂只需根据用户的不同要求进行选用，可方便的组成各种类型、各种性能的机床，包括多轴联动机床，多面加工中心和并联机床等。（5）主轴电动机做成内装式，电动机和机床主轴采用同轴，不仅可以提高主轴的回轴精度，而且主轴箱的轴向长度缩短，主轴称为一个独立的，很方便移动的部件。
高速电主轴由静止升速至每分钟数万转乃至数十万转是相当困难的.电主轴为保证正常工作,必须施加一定量的预负荷,这又增加了电主轴的阻力矩.为使电主轴能顺利地完成启动过程,应选取较大的启动转矩,故高速电主轴的启动电流要超出普通电机的额定电流5～7倍.现有的高速电主轴的驱动电源可分为两类:(1)三相中频发电机组是由一台电动机和一台中频发电机组合而成.就其励磁方式可分为整流子励磁中频发电机和异步绕笼励磁中频发电机.这种电源自身机械损耗和在机电转换中的电磁能量损耗很大.并且噪音大、振动大,需建专用发电机房.又面临输电线路损耗大等难题,已很少使用.(2)静止变频电源是利用交流变频调速技术.变频器将工频交流电转换为所需频率交流电.变频器工作原理是建立在磁场矢量控制理论基础上的.早期的静止变频电源多数以硅控元器件为主体,故体积大、可靠性差.已被大功率晶体管静止变频电源所替代.现今广泛使用的晶体管变频器是脉冲调幅式变频调速电源.可将三相50Hz380V交流电源转换成三相中频电源,其输出电压、频率连续可调.最新的变频器采用先进的IGBT晶体管技术(如瑞士ABB公司生产的SAMIGS系列变频器),可以实现异步电动机的无级变速,其适应性、实用性、经济性均优于中频发电机组.目前已成为高速电主轴主要驱动电源.2.3高速精密主轴的轴承
精密主轴部件是超精密机床保证加工精度的核心，主轴要求达到极高的回转精度，转动平稳，无振动，其关键在于所用的精密轴承。
从目前发展现状来看，电主轴单元形成独立的单元而成为功能部件以方便地配置到多种加工中心及高速机床上是高速、高效、高精度数控机床发展的一种趋势。电主轴技术包括主轴机械体、高速主轴轴承、无外壳主轴电机及其控制模块、润滑冷却系统、主轴刀柄接口和刀具夹紧方式以及刀具动平衡等。
电主轴是高速机床的“心脏部件”,是高速精密且承受较大的径向和轴向切削负荷的旋转部件。轴承作为其关键的支承技术首先必须满足高速运转的要求,并且有较高的回转精度和较低的温升;其次,必须具有尽可能高的径向和轴向刚度。此外,还要具有较长的使用寿命,特别是保持精度的寿命。因此,轴承的性能对电主轴的使用功能极为重要。
目前使用在高速主轴中的轴承主要有：液体静压轴承、空气静压轴承等。2.3.1液体静压轴承的高速主轴
液体静压轴承运转时，在轴颈处形成高压油膜，把轴悬浮抬起，形成液体摩擦，使主轴能高速运转。通过对液体静压轴 承元件的几何形状进行优化设计，转速特征值可达1.0×106 mm.r/min；若轴径为30mm的主轴，其最高转速可达3000r/min以上。
图2是典型液体静压轴承主轴结构原理图，液体静压轴承常用的液压为0.6~1MPa，液体静压轴承主轴的运动精度很高，回转误差一般在0.2um以下。不但可以提高刀具的使用寿命，而且可以达到很高的加工精度和低的表面粗糙度
图2 典型液体静压轴承主轴结构原理图 1-径向轴承 2-推力轴承 3-真空吸盘
值。制造模具时，使用液体静压主轴的液体摩擦损失大，故驱动功率损失比滚珠轴承大。同时为减少高速运转发热，静压轴承的轴径不宜过大，这类高速主轴其径向刚度较低，但轴向刚度能过超滚珠轴承主轴。因此，选用何种轴承必须根据具体应用要求来定。
液体静压轴承有较高的刚度和回转精度，但也有下列缺点有待解决：（1）液体静压轴承的油温升高，在不同转速的温升值不等，因此要控制恒温较难，同时温升将造成热变形，影响主轴精度。
（2）静压油回油会将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中，不易排出，因此将降低液体静压轴承的刚度和动特性。
为解决这些问题，一般采用如下措施：
（1）提高静压油的压力到6~8MPa，使油中微小气泡的影响减小，提高了静压轴承的刚度和动特性。
（2）静压轴承用油经温度控制，基本达到恒温，减少轴承的温升。（3）轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。2.3.2空气静压轴承的高速主轴
空气静压轴承能在轴颈处形成高压气膜，降低摩擦，实现主轴高速运转。空气静压轴承高速主轴的转速特征值可达2.7×106 mm.r/min，回转误差在0.05um以下，最高转速可达10000r/min。采用金刚石刀具可以进行镜面铣削，加工各种复杂的高精度面。
空气静压轴承高速主轴的优点在于高回转精度、高转速和低温升，因此造成的热变形误差很小，空气轴承的应用促成了超精密机床的发展，而空气轴承的主要问题是刚度低，只能承受较小的载荷。
（1）圆柱径向轴承和端面止推空气静压轴承
（2）双半球空气轴承主轴
（3）前部用球形，后半部用圆柱径向空气轴承的主轴
（4）立式空气轴承
2.3.3磁悬浮轴承的高速主轴
磁悬浮轴承利用磁力把轴颈抬起运转，能使主轴达到更高的转速，转速特征值可达4.0×106 mm.r/min，为滚珠轴承主轴的两倍。目前使用的磁悬浮主轴的回转精度可达0.2um。磁悬浮主轴的优点是高精度、高转速和高刚度；缺点是磁悬 浮轴承由于价格昂贵，控制系统复杂，发热问题难以解决，因而还无法在高速主轴单元上推广应用。2.3.4混合陶瓷轴承的高速主轴
用氮化硅制的滚珠与钢制轨道相组合，在高速转动时离心力小，刚性好，温度低，寿命长，功率可达80kW，转速高达150000r／min。它的标准化程度高，便于维护，价格低，是目前在高速切削机床主轴上使用最多的支承元件。2.4电主轴中的关键技术
电主轴在设计生产过程中会遇到很多的技术性问题，其中要解决的关键技术问题主要有：内置电机的散热问题；高速轴承的类型选择及润滑技术；主轴回转组件的动平衡设计；主轴电机驱动控制模块的选择；主轴端部与刀柄的接口技术等。
内置电机散热问题是电主轴特有的技术难题，处理不好会造成主轴过高的温升，影响机床工作的可靠性和所能达到的最高转速。目前解决这个问题有两条路径：（1）对于交流感应式电机，可以在电机定子外面加装一个铝制圆环，圆环外表面有螺栓槽。工作时，可将循环冷却液（油或水）通入该螺旋槽中，从而把电机定子产生的热量带走。但转子产生的热量（约占电机总热量的1/3）很难全部带走；（2）采用交流永磁式主电机，这种电机的转子用包含稀土元素的永久磁铁制成，转子不发热，从而可大大改善电主轴的发热特性，可用风冷代替上述液冷装置，而且结构紧凑、扭矩大，可扩大空心主轴的内孔直径，当用于卧式数控车床或车铣中心时，还可以提高棒料的通过能力。
电主轴是一种超高速运转部件，结构上微小的不平衡量，在高速下都会产生巨大的离心力，造成机床的振动，影响加工精度和表面质量。因而电遵循主轴设计必须严格对称设计原则，键连接和螺纹连接在这里被禁止使用。转子和主轴之间用过盈配合实现扭矩的传递，主轴、主轴上的零件和主轴箱都必须经过十分精密的加工、装配和调校，使主轴组件的动平稳度达到G0.4级以上的水平。
图2 扭矩-功率特性
这种无外壳主轴电机有两种驱动和控制方式：变频器控制和矢量控制。其扭矩、功率与转速的关系如图2所示。对于普通变频器（图2a），其控制特性为恒扭矩驱动，输出功率与转速成正比，这种驱动器在低速时不够稳定，不能满足低速大扭矩（粗加工）的要求，也不具备主轴准停和C轴控制功能，但价格便宜，一般用于磨床、小孔钻床、雕刻铣和普通的高速铣床等。矢量控制驱动器的控制特性如图2b所示。其控制特性是：低速段为恒扭矩驱动，中高速段为恒功率控制。这种驱动器在0转速时仍有很大的扭矩，再加上电主轴的惯性很小，因此可实现主轴启动时瞬间（1~2秒）达到最高速。这种驱动器用角度传感器实现位置 9
和速度的反馈，进行闭环控制，可实现主轴准停和C轴控制。这种驱动器一般用于高速加工中心和车削中心。
在高速加工中还需要注意一个特殊问题就是电主轴与刀具的联接。一般通过刀柄作为机床主轴与刀具的接口。不正确的接口结构，会影响机床主轴的动平衡和高速切削的可靠性。标准的7/24的锥形联接有许多优点：因不自锁，可实现刀具的快速装卸，这点对加工中心尤为重要；刀柄的椎体在拉杆轴向拉力作用下紧紧地与主轴的内锥孔接触，可以减少刀具的悬伸量。此外它只有一个尺寸（锥角）需要加工，所以成本较低，目前应用非常广泛。但是7/24锥形联接在高速旋转时有一个致命的缺点：主轴空心锥孔端部的扩张量大于实心刀柄的扩张量，造成刀具的轴向变位和径向振摆，更严重的是影响了高速加工的可靠性与安全。在高速电主轴与刀具接口的研究中，目前较成功的是德国的HSK型刀柄和美国的KM型刀柄，他们都摒弃了原有的7/24标准锥度。其中以HSK刀柄更为流行，并已纳入国际标准。HSK空心刀柄由1/10短锥面（径向）和法兰端面共同实现与电主轴的轴向定位和刚性连接，较好地解决了7/24锥柄刀具存在的上述问题。3.高速电主轴对数控机床的意义
电主轴可以根据用途、结构、性能参数等特征形成标准化、系列化产品，供主机选用，从而促进机床结构模块化。标准化、系列化的电主轴产品易于形成专业化、规模化生产，实现功能部件的低成本制造；采用电主轴后机床结构的简单化和模块化也有利于降低机床成本；此外，还可以缩短机床研制周期，适应目前快速多变的市场趋势。
采用电主轴结构的数控机床，由于结构简化，传动、连接环节减少，因此提高了机床的可靠性；技术成熟、功能完善、性能优良、质量可靠的电主轴功能部件使机床的性能更加完善，可靠性得以进一步提高。有些高档数控机床，如并联运动机床、五面体加工中心、小孔和超小孔加工机床等，必须采用电主轴，方能满足完善的功能要求。
电主轴是由内装式电机直接驱动，以满足高速切削对机床“高速度、高精度、高可靠性及小振动”的要求，与机床高速进给系统、高速刀具系统一起组成高速切削所需要的必备条件。电主轴技术与电机变频、闭环矢量控制、交流伺服控制等技术相结合，可以满足车削、铣削、镗削、钻削、磨削等金属切削加工的需要。
4.总结
采用高速加工技术可以解决机械产品制造中的诸多难题，取得特殊的加工精度和表面质量，因此这项技术在各类装备制造业中得到越来越广泛的应用，正在成为当今金切加工的主流技术。高精度、高转速数控机床主轴单元是承载高速切削技术的主体之一，是高精度、高效率高档数控机床的核心功能部件，是航空航天、汽车、船舶、精密模具、精密机械等尖端产品制造领域所需高档加工母机的核心部件。
目前国内外电主轴技术的发展十分迅速，各生产厂商都在高可靠性、节能性、高精度、高加工效率、环保性、智能化等方面进行持续的科技攻关，以期形成自身的特色，占领电主轴技术发展的制高点。
近年来，我国数控机床功能部件，虽有很大发展，特别是电主轴的发展也相当快，但与国外的电主轴的发展技术相比，我们国家的水平还相当的落后，电主轴技术也存在许多的技术问题，对数控铣床的发展起到很大的制约作用。对电主轴的要求也越来越高，还需对大功率、高转速、高主轴回转精度，对电机驱动方式、动平衡测试技术、高速主轴的准停控制、轴承和润滑等一系列问题进一步深入研究。朝着高速高精度化的趋势发展。我们必须进一步研究，使我国的数控铣床的电主轴技术更进一步发展。
5.参考文献
[1]吴玉厚.数控机床电主轴单元技术[M].北京:机械工业出版社,2006.[2]孟杰,陈小安.电主轴动力学分析的传递矩阵法[J].机械设计,2008,25(7):37-40.[3]潘建新，周志雄.高速主轴及其润滑冷却形式[J].润滑与密封，2006.[4]肖曙红，张伯霖等.高速电主轴关键技术的研究.1992 [5]张伯霖，张志润，肖曙红．超高速加工与机床的零传动嘲，中国机械工程，1996.[6]尹欣，张臻．超高速加工中心的主轴轴承及润滑方式[J]，机械制造，2003.[7]李立毅，崔淑梅，宋凯，程树康．高频电主轴的发热及其对策阴，微电机，2000.12
第四篇：简述电镀环保行业发展前景
多年来，昆山三川宏过滤机有限公司一直秉承“以顾客为中心、以信誉为根本、以质量为重点”的宗旨，与时俱进。用科学技术进步降低生产成本，用精密设备提高产品质量，用环保新思维促进可持续发展。当今社会经济技术的不断进步，人们生活水平不断提高，促进生产技术的不断升级，从而工业生产对各种阀门产品的需求只增不减，如我们常见的自吸泵、立式泵、耐酸碱过滤机等商品的销量也都逐渐增长着，这给电镀环保行业的发展开拓了广阔的空间。面对这样的发展形势，我们该如何适应这一发展趋势，如何认清自身的状况，最大限度的发掘电镀环保行业发展潜力呢？ 电镀环保行业的发展壮大，是离不开高素质人才的投入。我们要学会科学地分配与应用人才，做到“物尽其用，人尽其才”，并注重人才的培养。行业的发展离不开人才，如何保证整个职工队伍的稳定与犀利是每一个生产经营者都应该考虑的问题。时代的发展，科技的进步突出表现为“新”，持续的创新方能保持产业发展的竞争力，才能处处领先，才能有更好的出路。我们经常说“人贵有自知之明”，在电镀行业也同样适用，作为电镀生产企业，我们对自身要有一个正确的定位，明确自身的优劣势之所在，清楚自己的发展目标是什么，客户需要什么样的产品，三川宏一直在为之努力，为之奋斗。
第五篇：轧钢技术发展前景
轧钢技术发展前景
世界轧钢工业的技术进步主要集中在生产工艺流程的缩短和简化上, 最终形成轧材性能高品质化、品种规格多样化、控制管理计算机化等。展望未来, 轧钢工艺和技术的发展主要体现在以下几方面:
1.铸轧一体化
利用轧辊进行钢材生产, 因其过程连续、高效、可控且便于计算机等高新技术的应用, 在今后相当一段时间内, 以辊轧为特征的连续轧钢技术仍将是钢铁工业钢材成型的主流技术, 但轧钢前后工序的衔接技术必将有长足的进步。在 2O 世
纪, 由于连铸的发展, 已经逐步淘汰初轧工序。而连铸技术生产的薄带钢直接进行冷轧, 又使连铸与热轧工序合二为一。铸轧的一体化, 将使轧制工艺流程更加紧凑。同时, 低能耗、低成本的铸轧一体化, 也是棒、线、型材生产发展的方向。
2.轧制过程清洁化
在热轧过程中, 钢的氧化不仅消耗钢材与能源, 同时也带来环境的污染, 并给深加工带来困难。因此, 低氧化燃烧技术和低成本氢的应用都成为无氧化加热钢坯的基本技术。酸洗除鳞是冷轧生产中最大的污染源, 新开发的无酸清洁型(AFC)除鳞技术, 可使带钢表面全无氧化物、光滑, 并具有金属光泽。无氧化(或低氧化)和无酸除鳞(氧化铁皮)这两项被称为绿色工艺的新技术, 将使轧钢过程清洁化。
3.轧制过程柔性化
板带热连轧生产中压力调宽技术和板形 控制 技术 的 应用, 实现了板宽的自由规程轧制。棒、线材生产的粗、中轧平辊轧辊技术的应用, 实现了部分规格产品的自由轧制。冷弯和焊管机也可实现自由规格生产。这些新技术使轧制过程柔性化。
4.高新技术的应用世纪轧钢技术取得重大进步的主要特征是信息技术的应用。板形自动控制, 自由规程轧制, 高精度、多参数在线综合测试等高新技术的应用使轧钢生产达到全新水平。轧机的控制已开始由计算机模型控制转向人工智能控制, 并随着信息技术的发展, 将实现生产过程的最优化, 使库存率降低, 资金周转加快, 最终降低成本。
5.钢材的延伸加工
在轧钢生产过程中, 除应不断挖掘钢材的性能潜力外, 还要不断扩大多种钢材的延伸加工产业, 如开发自润滑钢板用于各种冲压件生产, 减少冲压厂润滑油污染;开发建筑带肋钢筋焊网等, 把钢材材料生产、服务延伸到各个钢材使用部门。随着工业的发展和轧钢技术的进步, 轧钢工艺的装备水平和自动控制水平不断提高, 老式轧机也不断被各种新型轧机所取代。按照我国走新型工业化道路的要求, 轧钢技术发展的重点也转移到可持续发展上, 在保证满足环保要求的条件下, 达到钢材生产的高质量和低成本。
在20世纪末，世界轧钢技术发展迅速。轧钢生产在自动化、高精度化、连续化方面取得了较大进步。轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材的重要生产环节和主要方法。因为用轧制方法生产出的钢材，具有生产率高、生产过程连续性强、品种多、易于实现机械化、自动化等优点，而且比锻造、挤压、拉拔等生产产品，性能更高，成本更低。目前，约有93%的钢都是经过轧制成材的。有色金属生产也大量应用轧制方法。
轧钢生产的主要产品为建筑、造船、汽车、石油、化工、国防、矿山等专用钢材。目前，我国轧钢生产的钢材品种主要有薄钢板、硅钢片、钢带、无缝钢管、焊接钢管、铁道用钢、普通大型材、普通中型材、普通小型材、优质型材、冷弯型钢、线材、特厚钢板、中厚钢板等。轧钢生产的产品按钢材断面形状分为：钢板、钢管和型钢。型钢是一种应用范围广泛的钢材。我国型钢产量占钢材总产量的25%～30%。型钢按用途分为：普通型钢和专用型钢。从断面形状又可分为异型断面型钢和简单断面型钢。从生产方式的角度又可分为焊接型钢、弯曲型钢和轧制型钢。
板带材也是一种广泛应用的钢材，我国的板带材产量占钢材总产量的45%～55%。板带钢按应用领域分为建筑板、桥板、船板、汽车板、电工钢板、机械用板等。按照轧制温度的不同又可以分为热轧板带和冷轧板带。钢板按厚度分为：中厚板、薄板和箔材。
钢管的用途主要有建筑用管和石油管道等。我国钢管产量占钢材总产量的10%～15%，钢管的规格一般用外形尺寸及壁厚标称。其断面一般为圆形管，也有多种异型钢管和变断面钢管。钢管从制造角度划分为无缝钢管、螺旋钢管与直缝钢管、冷轧钢管等。按断面形状划分为圆形管、异型钢管和变断面钢管。这些品种齐全、样式繁多的钢管被应用在管道、石油运输，锅炉侧壁、地质钻探、轴承及注射针管等方面。
随着轧钢工艺及轧钢技术的不断发展，钢材的生产范围将不断扩大，产品品种也将不断增多。近年来我国许多有价值的钢板产量大幅度增长，冷轧硅钢片2003年已达89.6万吨，镀锡板2002年已经达到110万吨，管线钢、石油管、耐火钢板、冷轧不锈钢板产量达55万吨。
轧机的发展史
据说在14 世纪欧洲就有轧机﹐但有记载的是1480 年意大利人 达 ' 芬奇(Leonardo da Vinci)设计出轧机的草图。1553 年法国人布律列尔(Brulier)轧制出金和银板材﹐用以制造钱币。此后在西班牙﹑比利时和英国相继出现轧机。1728 年设计的生产圆棒材用的轧机为英国设计的生产圆棒材用的轧机。英国于1766 年有了串行式小型轧机﹐19 世纪中叶﹐第一台可逆式板材轧机在英国投产﹐并轧出了船用铁板。1848 年德国发明了万能式轧机﹐ 1853 年美国开始用三辊式的型材轧机﹐并用蒸汽机传动的升降台实现机械化。接着美国出现了劳特式轧机。1859 年建造了第一台连轧机。万能式型材轧机是在1872 年出现的﹔20 世
纪初制成半连续式带钢轧机﹐由两架三辊粗轧机和五架四辊精轧机组成。
中国于1871 年在福州船政局所属拉铁厂(轧钢厂)开始使用轧机﹔轧制厚15mm 以下的铁板﹐ 6 ～ 120mm 的方﹑圆钢。1890 年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架 2450mm 二辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及 350/300mm 小型轧机。随着冶金工业的发展﹐现已有
多种类型轧机。、轧机的分类
轧机可按轧辊的排列和数目分类﹐可按机架的排列方式分类﹐也可按生产的产品分类﹐分别列于表 1 轧机
按轧辊的排列和数目分类﹑表 2 轧机按机架排列方式分类和表 3 轧机按生产产品分类。
8、轧机的发展
现代轧机发展的趋向是连续化﹑自动化﹑专业化﹐产品质量高﹐消耗低。60 年代以来轧机在设计﹑研究和制造方面取得了很大的进展﹐使带材冷热轧机﹑厚板轧机﹑高速线材轧机﹑ H 型材轧机和连轧管机组等性能更加完善﹐并出现了轧制速度高达每秒钟 115 米的线材轧机﹑全连续式带材冷轧机﹑ 5500 毫米宽厚板轧机和连续式 H 型钢轧机等一系列先进设备。轧机用的原料单重增大﹐液压 AGC ﹑板形控制﹑电子计算器过程控制及测试手段越来越完善﹐轧制品种不断扩大。一些适用于连续铸轧﹑控制轧制等新轧
制方法﹐以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的轧机都在发展中。
轧机的主要设备有工作机座和传动装置
1）工作机座。由轧辊﹑轧辊轴承﹑机架﹑轨座﹑轧辊调整装置﹑上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。
a.轧辊：是使金属塑性变形的部件。
b.轧辊轴承：支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。轧辊轴承工作负荷重而变化大﹐因此要求轴承摩擦系数小﹐具有足够的强度和刚度﹐而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大﹐摩擦系数较小﹐但承压能力较小﹐且外形尺寸较大﹐多用于板带轧机工作辊。滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。半干摩擦轧辊轴承主要是胶木﹑铜瓦﹑尼龙瓦轴承﹐比较便宜﹐多用于型材轧机和开坯机。液体摩擦轴承有动压﹑静压和静-动压三种。优点是摩擦系数比较小﹐承压能力较大﹐使用工作速度高﹐刚性好﹐缺点是油膜厚度随速度而变化。液体摩擦轴承多用于板带轧机支承辊和其它高速轧机。c.轧机机架：由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置﹐需有足够的强度和钢度承受轧制力。机架形式主要有闭式和开式两种。闭式机架是一个整体框架﹐具有较高强度和刚度﹐主要用于轧制力较大的初轧机和板带轧机等。开式机架由机架本体和上盖两部分组成﹐便于换辊﹐主要用于横列式型材轧机。
此外﹐还有无牌坊轧机。
d.轧机轨座：用于安装机架﹐并固定在地基上﹐又称地脚板。承受工作机座的重力和倾翻力矩﹐同时确保
工作机座安装尺寸的精度。
e.轧辊调整装置：用于调整辊缝﹐使轧件达到所要求的断面尺寸。上辊调整装置也称“压下装置”﹐有手动﹑电动和液压三种。手动压下装置多用在型材轧机和小的轧机上。电动压下装置包括电动机﹑减速机﹑制动器﹑压下螺丝﹑压下螺母﹑压下位置指示器﹑球面垫块和测压仪等部件﹔它的传动效率低﹐运动部分的转动惯性大﹐反应速度慢﹐调整精度低。70 年代以来﹐板带轧机采用 AGC(厚度自动控制)系统后﹐在新的带材冷﹑热轧机和厚板轧机上已采用液压压下装置﹐具有板材厚度偏差小和产品合格率高等优点。f.上轧辊平衡装置：用于抬升上辊和防止轧件进出轧辊时受冲击的装置。形式有﹕弹簧式﹑多用在型材轧机
上﹔重锤式﹐常用在轧辊移动量大的初轧机上﹔液压式﹐多用在四辊板带轧机上。
g.为提高作业率﹐要求轧机换辊迅速﹑方便。换辊方式有 C 形钩式﹑套筒式﹑小车式和整机架换辊式四种。用前两种方式换辊靠吊车辅助操作﹐而整机架换辊需有两套机架﹐此法多用于小的轧机。小车换辊适合于大的轧机﹐有利于自动化。目前﹐轧机上均采用快速自动换辊装置﹐换一次轧辊只需 5 ～ 8 分钟。
2)传动装置
由电动机﹑减速机﹑齿轮座和连接轴等组成。齿轮座将传动力矩分送到两个或几个轧辊上。
3)辅助设备包括轧制过程中一系列辅助工序的设备。如原料准备﹑加热﹑翻钢﹑剪切﹑矫直﹑冷却﹑探伤﹑
热处理﹑酸洗等设备。
4)起重运输设备 吊车﹑运输车﹑辊道和移送机等。
5)附属设备 有供﹑配电﹑轧辊车磨﹐润滑﹐供﹑排水﹐供燃料﹐压缩空气﹐液压﹐清除氧化铁皮﹐机修﹐
电修﹐排酸﹐油﹑水﹑酸的回收﹐以及环境保护等设备。
4、轧机的命名
按轧制品种﹑轧机型式和公称尺寸来命名。“公称尺寸”的原则对型材轧机而言﹐是以齿轮座人字齿轮节圆直径命名﹔初轧机则以轧辊公称直径命名﹔板带轧机是以工作轧辊辊身长度命名﹔钢管轧机以生产最大管
径来命名。有时也以轧机发明者的名字来命名(如森吉米尔轧机)。
5、轧机的选择
按生产的产品品种﹑规格﹑质量和产量的要求来选定成品或半成品轧机的类型和尺寸﹐并配备必要的辅助﹑
起重运输和附属设备﹐然后根据各种因素的要求最后加以平衡选定。
6、轧机动力设施
1590 年英国开始用水轮机拖动轧辊﹐直到 1790 年还有用水轮机配以石制飞轮拖动四辊式钢板轧机的(图 4 水轮机拖动的钢板轧机)。1798 年英国开始用蒸汽机拖动轧机。现代的轧机均为直流或交流电
动机拖动﹐有单机拖动﹐也有通过齿轮成组拖动。
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