雙冷卻電主軸的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙冷卻電主軸，屬于機(jī)床主軸技術(shù)領(lǐng)域，其具有主軸冷卻系統(tǒng)和定子冷卻系統(tǒng)，所述主軸冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)油腔、泄油腔和主軸孔壁中的若干條軸向的冷卻通道，冷卻通道的兩端分別連通進(jìn)油腔和泄油腔，每條冷卻通道上還開設(shè)有分支油口，連通軸承內(nèi)圈上的注油孔；所述定子冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在外殼與電機(jī)定子之間的定子冷卻套，定子冷卻套與外殼過盈配合，定子冷卻套的外表面加工有螺旋槽；所述主軸冷卻系統(tǒng)與定子冷卻系統(tǒng)共用一個油箱，油箱中的冷卻油由油泵加壓輸送，經(jīng)過冷卻通道和螺旋槽后排出，回到油箱。本實用新型設(shè)置兩個冷卻系統(tǒng)，同時對電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、主軸和軸承進(jìn)行冷卻，逐步降低電主軸的整體溫度，冷卻效果顯著。
【專利說明】
雙冷卻電主軸
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種機(jī)床主軸，特別涉及一種具有雙冷卻系統(tǒng)的電主軸。
【背景技術(shù)】
[0002]電主軸是最近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，它融合了高速軸承技術(shù)、高速電機(jī)技術(shù)和冷卻潤滑技術(shù)等。但將電動機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)置與主軸做成一體也帶來許多需要解決的技術(shù)問題，其中之一便是電主軸的內(nèi)部散熱問題。
[0003]電動機(jī)的發(fā)熱主要有定子繞組的銅耗發(fā)熱及轉(zhuǎn)子的鐵損發(fā)熱，其中轉(zhuǎn)子的發(fā)熱占電動機(jī)總發(fā)熱量的近1/3，定子繞組的發(fā)熱占電動機(jī)總發(fā)熱量的2/3以上。除了電動機(jī)的發(fā)熱外，還有主軸軸承的摩擦發(fā)熱。以上這些部件發(fā)熱而引起的熱形變?nèi)绻幚聿划?dāng)會嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度。高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，會直接導(dǎo)致主軸熱變形，改變軸承的預(yù)緊狀況，影響主軸的加工精度，嚴(yán)重時甚至?xí)龤лS承，導(dǎo)致主軸損壞。由此可見，為保證電主軸良好的性能，冷卻裝置的設(shè)計不容忽視。
[0004]現(xiàn)有的電主軸冷卻結(jié)構(gòu)主要是定子冷卻套，在外殼與定子之間設(shè)置冷卻套，冷卻套與外殼過盈配合，冷卻套的外壁上開設(shè)用于冷卻液循環(huán)的螺旋槽。但是，這種冷卻結(jié)構(gòu)只能針對定子進(jìn)行降溫冷卻，而不能兼顧轉(zhuǎn)子和主軸軸承，冷卻效果不理想。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述問題，而提供一種能同時對電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸軸承進(jìn)行降溫冷卻的雙冷卻電主軸。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0007]—種雙冷卻電主軸，包括主軸、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)定子、外殼，所述主軸具有安裝拉桿組件的通孔，為空心軸，主軸通過安裝其上的兩個前軸承和兩個后軸承可轉(zhuǎn)動的安裝在外殼內(nèi)，所述電機(jī)定子安裝在外殼內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子以過盈配合的方式安裝在主軸上且與電機(jī)定子相對應(yīng)，其特征在于:所述雙冷卻電主軸具有主軸冷卻系統(tǒng)和定子冷卻系統(tǒng);所述主軸冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)油腔、泄油腔和主軸孔壁中的若干條軸向的冷卻通道，所述進(jìn)油腔設(shè)置在兩個后軸承之間，所述泄油腔設(shè)置在兩個前軸承之間，所述若干條冷卻通道沿孔壁的圓周陣列分布，每條冷卻通道的兩端分別連通進(jìn)油腔和泄油腔，每條冷卻通道上還開設(shè)有4個分支油口，分別連通4個軸承的軸承內(nèi)圈上的注油孔;所述定子冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在外殼與電機(jī)定子之間的定子冷卻套，所述定子冷卻套與外殼采用過盈方式配合，定子冷卻套的外表面加工有用于通過冷卻油的螺旋槽;所述主軸冷卻系統(tǒng)與定子冷卻系統(tǒng)共用一個油箱，油箱中的冷卻油通過油栗加壓輸送到進(jìn)油腔和螺旋槽的冷卻油入口，再經(jīng)過冷卻通道和螺旋槽，從泄油腔和螺旋槽的冷卻油出口排出，回到油箱。
[0008]在上述的雙冷卻電主軸中，所述前軸承的外端依次設(shè)有前軸承壓蓋和前端蓋，后軸承的外端依次設(shè)有后軸承壓蓋和后端蓋;所述前軸承壓蓋、前端蓋以及設(shè)置在主軸前端的夾頭之間具有凹凸配合面，形成迷宮式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，所述后軸承壓蓋和后端蓋之間具有凹凸配合面，形成迷宮式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。
[0009]在上述的雙冷卻電主軸中，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子為鼠籠式轉(zhuǎn)子。
[0010]本實用新型的有益效果是:設(shè)置主軸冷卻系統(tǒng)和定子冷卻系統(tǒng)，主軸冷卻系統(tǒng)通過冷卻通道將冷卻油加壓輸送到主軸內(nèi)部，從內(nèi)部直接冷卻主軸和電機(jī)轉(zhuǎn)子，冷卻油還從軸承內(nèi)圈的注油孔進(jìn)入，對軸承進(jìn)行潤滑和冷卻，再加上定子冷卻系統(tǒng)通過螺旋槽對電機(jī)定子和外殼進(jìn)行冷卻，從而逐步降低電主軸的整體溫度，冷卻效果顯著，大大提高了電主軸的熱穩(wěn)定性和加工精度。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明:
[0013]如圖1所示，本實施例的一種雙冷卻電主軸，包括主軸10、電機(jī)轉(zhuǎn)子20、電機(jī)定子30和外殼40。
[0014]主軸10具有安裝拉桿組件的通孔，為空心軸，主軸10通過安裝其上的兩個前軸承50和兩個后軸承60可轉(zhuǎn)動的安裝在外殼40內(nèi)，主軸10的前端設(shè)置有夾頭U。前軸承50的外端依次設(shè)有前軸承壓蓋51和前端蓋52，后軸承60的外端依次設(shè)有后軸承壓蓋61和后端蓋62。前軸承壓蓋51、前端蓋52以及夾頭11之間具有凹凸配合面，形成迷宮式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，后軸承壓蓋61和后端蓋62之間具有凹凸配合面，形成迷宮式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。電機(jī)定子30安裝在外殼40內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子20以過盈配合的方式安裝在主軸10上且與電機(jī)定子30相對應(yīng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子20為鼠籠式轉(zhuǎn)子。
[0015]該雙冷卻電主軸具有主軸冷卻系統(tǒng)和定子冷卻系統(tǒng)。
[0016]主軸冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)油腔71、泄油腔72和主軸10孔壁中的若干條軸向的冷卻通道73，進(jìn)油腔71設(shè)置在兩個后軸承60之間，泄油腔72設(shè)置在兩個前軸承50之間，冷卻通道73沿孔壁的圓周陣列分布。每條冷卻通道73的兩端分別連通進(jìn)油腔71和泄油腔73，每條冷卻通道73上還開設(shè)有4個分支油口 731，分別連通4個軸承50、60的軸承內(nèi)圈上的注油孔。
[0017]定子冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在外殼40與電機(jī)定子30之間的定子冷卻套80，定子冷卻套80與外殼40采用過盈方式配合，電機(jī)定子30與定子冷卻套80也采用過盈方式配合。定子冷卻套80的外表面加工有用于通過冷卻油的螺旋槽81。
[0018]外殼40上開設(shè)有兩對冷卻油入口 41和冷卻油出口 42，其中一對冷卻油入、出口分別連通主軸冷卻系統(tǒng)的進(jìn)油腔71和泄油腔72，另一對冷卻油入、出口分別連通定子冷卻系統(tǒng)的螺旋槽81的兩端。
[0019]主軸冷卻系統(tǒng)與定子冷卻系統(tǒng)共用一個油箱90，油箱90中的大量冷卻油通過油栗91加壓輸送到進(jìn)油腔71和螺旋槽81的冷卻油入口 41。進(jìn)入進(jìn)油腔71中的冷卻油流經(jīng)冷卻通道73，從內(nèi)部直接冷卻主軸10和電機(jī)轉(zhuǎn)子20，部分冷卻油還從軸承內(nèi)圈的注油孔進(jìn)入到4個軸承50、60中，對軸承進(jìn)行潤滑和冷卻，隨著轉(zhuǎn)速的升高，在離心力的作用下，進(jìn)入軸承中的油也就越多，起到的潤滑和冷卻作用也越顯著，然后，帶著多余熱量的冷卻油流進(jìn)泄油腔72。進(jìn)入螺旋槽81中的冷卻油繞著定子冷卻套80流動，對電機(jī)定子30和外殼40進(jìn)行冷卻。最后，冷卻油從泄油腔72和螺旋槽81的冷卻油出口42排出，回到油箱90，如此循環(huán)，逐步降低電主軸的整體溫度，冷卻效果顯著。
[0020]可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實用新型的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種雙冷卻電主軸，包括主軸、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)定子、外殼，所述主軸具有安裝拉桿組件的通孔，為空心軸，主軸通過安裝其上的兩個前軸承和兩個后軸承可轉(zhuǎn)動的安裝在外殼內(nèi)，所述電機(jī)定子安裝在外殼內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子以過盈配合的方式安裝在主軸上且與電機(jī)定子相對應(yīng)，其特征在于:所述雙冷卻電主軸具有主軸冷卻系統(tǒng)和定子冷卻系統(tǒng)； 所述主軸冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)油腔、泄油腔和主軸孔壁中的若干條軸向的冷卻通道，所述進(jìn)油腔設(shè)置在兩個后軸承之間，所述泄油腔設(shè)置在兩個前軸承之間，所述若干條冷卻通道沿孔壁的圓周陣列分布，每條冷卻通道的兩端分別連通進(jìn)油腔和泄油腔，每條冷卻通道上還開設(shè)有4個分支油口，分別連通4個軸承的軸承內(nèi)圈上的注油孔； 所述定子冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在外殼與電機(jī)定子之間的定子冷卻套，所述定子冷卻套與外殼采用過盈方式配合，定子冷卻套的外表面加工有用于通過冷卻油的螺旋槽； 所述主軸冷卻系統(tǒng)與定子冷卻系統(tǒng)共用一個油箱，油箱中的冷卻油通過油栗加壓輸送到進(jìn)油腔和螺旋槽的冷卻油入口，再經(jīng)過冷卻通道和螺旋槽，從泄油腔和螺旋槽的冷卻油出口排出，回到油箱。2.按照權(quán)利要求1所述的雙冷卻電主軸，其特征在于:所述前軸承的外端依次設(shè)有前軸承壓蓋和前端蓋，后軸承的外端依次設(shè)有后軸承壓蓋和后端蓋;所述前軸承壓蓋、前端蓋以及設(shè)置在主軸前端的夾頭之間具有凹凸配合面，形成迷宮式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，所述后軸承壓蓋和后端蓋之間具有凹凸配合面，形成迷宮式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。3.按照權(quán)利要求1所述的雙冷卻電主軸，其特征在于:所述電機(jī)轉(zhuǎn)子為鼠籠式轉(zhuǎn)子。
【文檔編號】H02K9/19GK205566014SQ201620282623
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】池海兵
【申請人】溫嶺市宇海機(jī)電有限公司