木材亞納米木粉的加（jiā）工技術是人類在木材工業開拓的一個新的領域。筆者定義的亞納米木（mù）粉的粒度範圍是（shì）1000一20 000nm。亞（yà）納米木粉加（jiā）工方法是（shì）未來木（mù）材納米加工工（gōng）業科技攻關技（jì）術研究的主要內容，從它的未來發（fā）展趨（qū）勢看，將在木材工業生產中產生巨大的經濟效益。亞納米級超細木粉粉碎設備（bèi）是（shì）納米級（jí）超細（xì）木粉生（shēng）產中關鍵設備之一，在亞納米級超細木粉生（shēng）產過程（chéng）中（zhōng）起著舉足輕重的作用。而在亞納米裂解（jiě）機（jī）床中最關鍵的部（bù）件是粉（fěn）碎機的主軸，該主軸要求（qiú）具有10000r/min以上的轉速，若采用傳統的帶傳動和齒輪傳動，滿足轉速要求難度非常（cháng）大，同時（shí）需要解決隨之帶來的（de）各（gè）種各樣的問題（tí）。傳統（tǒng）的粉碎機（jī）主軸以普通（tōng）電機通過傳動帶、齒輪等傳動係統驅（qū）動，電主軸則將異步電機的轉子（zǐ）直接通過過（guò）盈配合與（yǔ）粉（fěn）碎機主軸相連（lián），從而取消了從主電動機到主軸之間一切（qiē）中間的機械傳動環節，實現了主電機與粉碎機主軸的一體化，使粉碎機的主傳動係統實現的所謂的“零傳動（dòng）”，具有結（jié）構緊湊、機（jī）械效率（lǜ）高、噪聲低、振動小和精度高等特點（diǎn），已經在超高速切（qiē）削機床上得到了廣泛的應用。美國、日本（běn）、瑞士、意大利等（děng）國家，都在高速數控（kòng）機床上廣泛采用了電主軸結構。從而使將電主軸技術應用到亞納米級超細木粉裂解粉碎機成為可能。 1、電主軸的工作原理 電主軸可（kě）以（yǐ）簡單理解為“電機+主軸”，也可以說是一台高端的（de）電（diàn）動機。電主軸電機的繞組相位互差，通以三相交（jiāo）流電後（hòu），三相（xiàng）繞組各自形成一個（gè）正弦交變磁（cí）場，磁（cí）場轉（zhuǎn）速就是電主軸的同步轉速。異步電動機（jī）的同步轉速n由輸入電機定（dìng）子繞（rào）組電（diàn）流的頻率，和電機定子的極對數P決定(n= 60f/p)。電主軸就是利用變換輸入（rù）電動機定子繞組的電流、頻率和激磁電壓來（lái）獲得各（gè）種轉速。在加速和製動過程中，旋轉磁場的（de）方向取決於輸入（rù）定子（zǐ）三相交流電（diàn）的相序，因此改變電主軸輸入電流的相序（xù），可以改變電主軸的旋轉方向。 2、具（jù）有電（diàn）主軸結（jié）構亞（yà）納（nà）米（mǐ）粉碎機設計 在亞納米級（jí）超細木粉生產過程中，使用（yòng）最多的（de）原料是鋸末（mò）和碎纖維。亞納米級超細木粉粉碎設備是納米級超細木粉（fěn）生產中（zhōng）關鍵設備（bèi）之一，在亞納米級超細（xì）木粉生產過程中，起著舉足（zú）輕重的作用。在裂解機床中選用的電主軸功率為2. 2kW，轉速為12 000r/min，電主軸通過聯軸節與粉碎機的主（zhǔ）軸成為一（yī）體，銑刀被（bèi）直接裝（zhuāng）卡在（zài）主軸上。粉碎（suì）機利用高速切削下鋒（fēng）利的切削刀具和阻攔（lán）刀具的剪切作用，在超高速氣（qì）流的衝擊作用下，動力和定（dìng）力依靠特殊結構構成的楔形結構形（xíng）成的高（gāo）壓動壓效應，依靠衝擊動（dòng）能把木粉衝擊切削成亞（yà）納（nà）米木粉的尺（chǐ）度。從亞納米級（jí）超細木粉（fěn）加工工藝流程中可以看出，在亞納米級超細木粉加工過程中用粉碎設備形（xíng）成納米級超細木粉。在亞納米木粉裂解過程（chéng）中要求粉碎機主軸具有很（hěn）高的轉（zhuǎn）速，設計的亞納（nà）米超細木粉裂解機床如圖2所示。 3、電主軸的關（guān）鍵技術 在電（diàn）主軸（zhóu）的結構設計中，良好的電機性（xìng）能、合理的選配軸承、采取減小振動的各項措施、設計有效的冷卻係統、以及確定主軸零件與電機定子（zǐ）的過盈配合（hé）量是電主軸設計中的關（guān）鍵技術。 3.1電機性能 電機性能是電（diàn）主軸的核心（xīn），正確設計電機的電磁參數十分重要。首先（xiān）其磁通密度要高，以增大單（dān）位體積的出功率，縮小（xiǎo）定轉（zhuǎn）子體積；其次，電機的機械特性和電氣特性，需要和高（gāo）速加工相適（shì）應，滿足裂解粉碎機在寬調（diào）速範圍內對功率和扭矩的要求；再次，轉（zhuǎn）子在高（gāo）速旋轉時應有足夠的強度。另外由於電主軸是（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（yīng）對定子進行屏蔽，可采用特殊浸（jìn）漆工藝，外殼接地是必要的。 3.2支撐（chēng）的（de）合理（lǐ）選（xuǎn）用與配置 支（zhī）撐的合理選用與配置（zhì）是電主軸設計的一項關鍵技術。在適合於高速電主軸的軸承中，常用陶瓷軸承、磁力軸（zhóu）承（chéng）和動靜壓軸承，在價值不高（gāo）且要求高剛（gāng）性的情況下，可考慮選用剛質滾珠軸承。在高轉速下對剛性（xìng）要求不高的情況下，可選用動靜壓軸承（chéng）。采用何種支撐主要根據工作轉（zhuǎn）速（sù）、工作載荷（hé）來選擇。陶瓷軸承具有良好的（de）高速性能，剛（gāng）性較好，較多采用。另外，為保證（zhèng）軸承在高速條件下具有良好的工作性能，必須對軸承進行冷卻、潤滑（huá）、預緊等（děng）措施，潤（rùn）滑方式（shì）有油脂潤滑、油霧潤滑、油氣潤滑等，其中以油氣潤滑適應高速效果最（zuì）好。在選用的電主軸中，選用油霧潤滑。 3.3 電主軸的散熱、減（jiǎn）振和過盈量的確定 解決高速、高效、高（gāo）精度工作狀態下的發熱振動是電（diàn）主軸的另一項關鍵（jiàn）技（jì）術。電主軸的熱（rè）源除切削熱外，主要是定轉子發熱和軸承發熱。電（diàn）主軸的結構特點是（shì）電機的定子直接安裝在殼體內，這對（duì）電機的散熱很不利。發（fā）熱引起的熱變形將導致機床（chuáng）喪失（shī）精度（dù），因此電主軸必須有冷卻係（xì）統，來保證機床恒溫。此外，電主軸由（yóu）於轉速高，任何不平衡量都會（huì）引起振動，產生噪聲，影響主軸平穩運轉。振動問題的解（jiě）決，取（qǔ）決於動（dòng）平衡的（de）精度，即對各回轉零件進行動平衡和對所（suǒ）有回轉件裝（zhuāng）配於主軸之上（shàng）後進行整體動平衡，使其達到規定的平衡精度要求。在結構設計上主要（yào）采用兩端加裝動平（píng）衡環。主軸零件與電機定子的（de）過盈配合（hé）量應（yīng）合理確定（dìng）。為保證高速切削，主軸應（yīng）具有良好的運轉精（jīng）度和傳動能（néng）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（jīng）度。且為達到精確的動平衡，電機轉子與機床主軸之（zhī）間采（cǎi）用無鍵過（guò）盈聯接（jiē），並由此（cǐ）具備足夠（gòu）傳遞扭矩的能力。過盈量的大小直接影響電主軸（zhóu）的性能，過盈量（liàng）過大會使主（zhǔ）軸裝配困難，影響裝配精（jīng）度，甚至破壞配合表麵；過盈量過小則會影響主軸傳遞扭矩的性能。