Une broche motorisée est une broche à entraînement direct pour laquelle le moteur, qui est généralement un moteur asynchrone triphasé, est situé directement sur la broche principale, entre les paliers de broche. Le rotor est dans ce cas emmanché à chaud directement sur l'arbre de broche. La chaleur générée par la forte dissipation de puissance est en partie dissipée par refroidissement liquide ou ponctuellement par refroidissement à l'air via le stator.
Les broches motorisées se distinguent par une grande rigidité en torsion de l'entraînement par rapport aux entraînements conventionnels, qui sont généralement conçus en tant que transmission à courroie ou à engrenages. D'autres avantages de la broche motorisée sont la construction compacte du moteur, le fonctionnement stable et précis de la broche, même à très basse vitesse et l'acquisition de la vitesse de rotation du moteur et de la position de broche par l'intermédiaire d'un capteur à engrenage.
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Selon le diamètre de la broche, les broches motorisées montées sur paliers à roulement atteignent actuellement des vitesses maximales de plus de 30 000 tr/mn, les broches motorisées montées sur paliers à air atteignent des vitesses allant jusqu'à 120 000 tr/mn [GMN]. En outre, il est possible d'atteindre des couples maximum allant jusqu'à 750 Nm [WECK06]. Le choix de la configuration de paliers est donc largement déterminé par l'utilisation prévue de la broche. Comme moteurs, on utilise des moteurs synchrones et des moteurs asynchrones.
En raison de la conception souvent très compacte et de l'intégration du système, l'unité de broche complète peut être rapidement remplacée ; cependant, le haut niveau d'intégration comporte également le risque que la défaillance totale du système de broche puisse survenir si un composant tel que le moteur, le système de serrage ou les paliers venait à tomber en panne.
Lors de l'utilisation en production, une attention particulière doit être portée à l'échauffement du rotor. Pendant le fonctionnement, la dissipation de puissance du moteur triphasé entraîne des températures élevées de la broche, des paliers et du caisson, qui ne peuvent être dissipées que très mal entre le rotor et le caisson. Cela entraîne des déformations thermiques (allongement de l'arbre de la broche), ce qui réduit la précision de travail et la durée de vie des paliers. En conséquence, certaines machines sont équipées en usine d'un capteur de position, afin de pouvoir compenser les effets thermiques sur la précision, dans certaines limites par le système de commande de la machine.
