木材亞（yà）納米木粉的加工技（jì）術（shù）是人類在木材工業開拓的一個（gè）新的領域。筆（bǐ）者定義的亞納米木（mù）粉的粒度範圍是1000一20 000nm。亞納米木粉加（jiā）工方法是（shì）未來木材納米（mǐ）加工工業科技攻關（guān）技術研究的主（zhǔ）要內容，從它的（de）未來發展趨勢看，將在木材工業生產中產生巨大（dà）的經濟效益。亞納米級超細木粉（fěn）粉碎設備（bèi）是納米級超細木粉生產中關鍵設（shè）備之一（yī），在亞納米級超細木粉生產過程中起著（zhe）舉足輕（qīng）重的作用。而在亞納（nà）米裂解機床中最關鍵的部件是粉（fěn）碎機的主軸，該主軸要求具有10000r/min以（yǐ）上的轉速，若采用傳統的帶傳動（dòng）和齒輪傳動，滿（mǎn）足轉速要求難度非常大，同時需要解決隨之帶來的各種各樣的問題。傳統的粉碎機主軸（zhóu）以普通電機通過傳動帶（dài）、齒輪等傳動係統驅（qū）動，電主軸則將異步電機的轉子直（zhí）接通過過盈配合與（yǔ）粉碎（suì）機主軸相連，從而取消了從主電動機到主軸之間一（yī）切中間的機械傳動環節，實現了主電機與粉碎機主軸的一體（tǐ）化，使粉碎機的主傳動（dòng）係統實現的所謂的“零傳動”，具有結構緊湊、機械效（xiào）率（lǜ）高（gāo）、噪聲低、振動小和精度高等特點，已經在超高速（sù）切削機床上得到了廣泛的應用。美國、日本（běn）、瑞士、意（yì）大利等國家，都在高速數控機床上廣泛采（cǎi）用了電主軸結構。從而（ér）使將電主軸技術應用到亞納米級超細木粉裂解（jiě）粉碎機成為可能。 1、電主軸的工作原理 電主軸可（kě）以簡（jiǎn）單理（lǐ）解為“電機+主軸”，也可以說（shuō）是一台高端的電動（dòng）機。電主軸電機的繞組相位互差（chà），通以三相交流電後，三相繞組各自形成一個正弦交變磁場，磁場轉速就是電主軸的同步轉速。異步電動機的同步轉速n由輸入電機定（dìng）子繞組電流的頻率，和電機定子的極對數P決定(n= 60f/p)。電主軸就（jiù）是利用變換輸入電動機定子繞組（zǔ）的電流、頻率和激磁（cí）電壓來（lái）獲得各種（zhǒng）轉速。在加速（sù）和製動過程中，旋轉磁場的方向取決於輸入定子三相（xiàng）交流電的相序，因此改變電主軸輸入電流的相序，可以改變電主軸的旋轉方向。 2、具有電主軸結構（gòu）亞納米粉碎機設計 在亞納米級超細木粉生產過程（chéng）中，使用最多的原料是鋸末和碎纖維。亞納米級超細木（mù）粉（fěn）粉碎設備是納米級超細木粉生（shēng）產中關鍵設備之一，在亞納米級超細木（mù）粉生產過程中，起著舉足輕重的作用。在裂解（jiě）機床中選用的（de）電主（zhǔ）軸功率為2. 2kW，轉速為12 000r/min，電（diàn）主軸通過聯軸節與粉碎機的主軸成為（wéi）一體，銑刀被直接裝卡在（zài）主軸上。粉碎機利用高速（sù）切削下鋒利的切削刀具和阻攔刀（dāo）具的剪切作用（yòng），在超高速（sù）氣流的衝擊作用下（xià），動力和定力依靠特殊結構構成的楔形結構（gòu）形成的高壓動壓效應，依靠衝擊動能把木粉衝擊切削成亞納米木粉的尺度。從亞（yà）納米級超細木粉加工工藝流程中可以（yǐ）看出，在亞（yà）納米級超細木粉加工過程中（zhōng）用（yòng）粉（fěn）碎設備形（xíng）成納米級超細木粉。在亞納米木粉裂解過程中要（yào）求粉碎機主軸具有很高的轉速，設（shè）計的亞（yà）納米超細木粉裂解（jiě）機床如圖2所示。 3、電主軸的關鍵技（jì）術 在電主軸的結構設計中，良好（hǎo）的電機性能、合（hé）理的選配（pèi）軸承、采取減小振動的各項措施、設計有效的冷卻係統（tǒng）、以及（jí）確定主軸零件與電（diàn）機定子的過盈配合（hé）量是電主（zhǔ）軸設計中的關鍵技術（shù）。 3.1電機性能 電機性能（néng）是電主軸的核心，正確設計電機的電磁（cí）參數十分重要（yào）。首先其磁通密度（dù）要高（gāo），以（yǐ）增大單位體積的出功率，縮小定（dìng）轉子體（tǐ）積；其次，電機的機械特性和電氣特性（xìng），需要和高速（sù）加工相適應，滿足裂解粉碎機在寬調速範圍內對功率和扭矩的要求；再（zài）次，轉子在高速（sù）旋轉時應（yīng）有足夠的強度。另外（wài）由（yóu）於電主軸是（shì）在高頻窄波下工作的，通常在其外殼會產生強烈的感（gǎn）應電流，應對定（dìng）子進行屏蔽，可采用特殊浸漆工藝，外殼接地是必（bì）要的。 3.2支撐的合理選（xuǎn）用與配置（zhì） 支撐的合理選用與配置是電主軸設計的一項關鍵技術。在（zài）適合（hé）於高（gāo）速電（diàn）主（zhǔ）軸（zhóu）的軸承中，常用陶瓷軸承、磁力軸（zhóu）承和動（dòng）靜壓軸承，在價值不（bú）高且要求高剛性的情況下，可考（kǎo）慮選用剛質滾（gǔn）珠軸承。在高轉速下對剛性要求不高的情況下，可選用動靜壓軸承。采用何（hé）種支撐主要根據工作轉速、工作載荷來選擇。陶瓷軸承具有良（liáng）好的高速性能，剛性較好，較多采用。另（lìng）外，為保證（zhèng）軸承在高速條件下具有良好的工作性能，必須對軸承進行冷（lěng）卻、潤滑、預（yù）緊等措施，潤滑（huá）方式有油脂潤滑、油霧潤滑、油氣潤滑（huá）等，其中以油（yóu）氣潤滑適應高速效果最好。在（zài）選（xuǎn）用的電主軸中，選用油霧潤滑。 3.3 電（diàn）主軸的散熱、減振和過盈量的確定 解決高速、高（gāo）效、高精度（dù）工作狀態下的發熱振動（dòng）是電主軸的另一項關鍵技術。電主軸的（de）熱源除切（qiē）削熱外，主要是定轉子發熱和軸承發熱。電主軸的結構特點是（shì）電機的定子（zǐ）直接（jiē）安裝在殼體內，這對電機的散熱很不利。發熱引起（qǐ）的熱變形將導致機床喪失（shī）精度（dù），因此電主軸必須有冷卻係統，來保證機床恒溫。此外，電主軸（zhóu）由於轉速高（gāo），任（rèn）何不平衡量都會引起振動，產（chǎn）生噪聲，影響主軸平穩運轉。振動（dòng）問（wèn）題的解決，取決（jué）於動平衡的精度（dù），即對各回轉零件進行動平衡（héng）和對所有回轉件裝配於（yú）主軸之上後進行（háng）整體動平衡，使其（qí）達到規定的平衡精度（dù）要求。在結構設計上主要采用兩端加裝動平（píng）衡環（huán）。主軸（zhóu）零（líng）件與（yǔ）電機定子的過盈配合量應合理確定。為保證高速切削，主軸應具有良好的運轉精度和傳動能力，其零部件需具有良好的加工精度、表麵質量及良好的裝配精度。且為達到精（jīng）確的動平衡，電機轉子與（yǔ）機床主軸之間采用無鍵過盈聯接（jiē），並由此具備足夠傳遞扭矩的能力。過盈量的大小直接影響電主軸的性能，過盈量過大會使主軸（zhóu）裝配困難，影響（xiǎng）裝配精度，甚至破壞配合表麵；過（guò）盈量過小則會影響主軸傳遞扭矩的性能。