CN103341785B - 高速主轴的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高速主轴的冷却装置,属于机械技术领域。它解决了现有的主轴的冷却装置的冷却效果不是很理想的问题。本高速主轴的冷却装置,包括内筒以及套设在内筒外侧的外筒,内筒的外侧壁与外筒的内侧壁之间形成供氟利昂流过的冷却通道,冷却通道包括进口与出口,内筒与所述的外筒之间设有半导体制冷片,半导体制冷片的冷面与内筒的外壁相贴靠,半导体制冷片的热面位于冷却通道内。本高速主轴的冷却装置具有冷却效果较为理想使高速主轴的寿命较长的优点。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域,涉及一种高速主轴,特别是一种高速主轴的冷却装置。
背景技术
高速主轴通常是指转速超过10000r/min的电机。它们具有以下优点:一是由于转速高,所以电机功率密度高,而体积远小于功率普通的电机,可以有效的节约材料。二是可与原动机相连,
取消了传统的减速机构,传动效率高,噪音小。三是由于高速主轴转动惯量小,所以动态响应快。
现有的高速主轴主要是通过在主轴壳体内加冷却液,并不断的循环,把热量带走,来进行冷却。其基本的冷却路线是:首先从主轴冷却液温控制器流出冷却液,经过在靠近前端盖的入水口,冷却液进入前端轴承的外围,对前端轴承进行冷却。接着流向主轴的定子和后端轴承进行冷却,最后从出水口流回主轴冷却液温控制器完成循环。
如中国专利文献资料公开提出的一种高速电主轴的冷却装置[申请号:201120160016.0;授权公告号:CN202106241U],包括套置在主轴外壳上的密封水套、开设在主轴外壳的螺旋式水道与冷却水循环系统;螺旋式水道包括位于主轴外壳左侧的左侧螺旋式水道,与位于主轴外壳右侧的右侧螺旋式水道,左侧螺旋式水道与右侧螺旋式水道彼此独立,左侧螺旋式水道的水道进水口位于主轴外壳的左侧端,水道出水口位于主轴外壳的中央段,右侧螺旋式水道的水道进水口位于主轴外壳的右侧端,水道出水口位于主轴外壳的中央段,冷却水循环系统的供水管路同时连接两个水道进水口;冷却装置还包括半导体制冷片及水冷散热管,水冷散热管包括冷却管与储热部,冷却管的一端为冷却管入水口,另一端为冷却管出水口,半导体制冷片的冷端与主轴外壳的中央段接触,热端与水冷散热管的储热部接触;两个水道出水口同时连接冷却管入水口,冷却管出水口连接冷却水循环系统的回水管路。但由于该冷却装置采用冷却水循环系统进行对主轴外壳进行冷却,因此,冷却效果不是很理想。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种冷却效果较为理想使高速主轴的寿命较长的速主轴的冷却装置。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:高速主轴的冷却装置,包括内筒以及套设在内筒外侧的外筒,所述的内筒的外侧壁与所述的外筒的内侧壁之间形成供氟利昂流过的冷却通道,所述的冷却通道包括进口与出口,其特征在于,所述的内筒与所述的外筒之间设有半导体制冷片,所述的半导体制冷片的冷面与所述的内筒的外壁相贴靠,所述的半导体制冷片的热面位于所述的冷却通道内。
本高速电机在使用时,高速主轴转动所产生的热量传递到内筒的内壁上,液态氟利昂流经冷却通道,带走内筒外壁上的热量,使内筒内保持在较低的温度,由于内筒的外壁上与半导体制冷片的冷面相贴靠,因此通过半导体制冷片再对内筒的外壁进行吸热降温,同时液态氟利昂带动半导体制冷片的热面的热量,使半导体制冷片的制冷工作更加顺畅,使冷面的温度更低,通过液态氟利昂以及半导体制冷片的双重冷却降温,使高速主轴的内筒内的润滑油的温度较低,避免了润滑油的干燥,同时防止本高速电机的内筒内的线圈等零部件的顺坏,提高本高速主轴的使用寿命。
在上述的高速主轴的冷却装置中,所述的内筒的外侧面上设有凹槽,且所述的凹槽的深度大于所述的半导体制冷片的厚度,所述的半导体制冷片与所述的凹槽相匹配且所述的半导体制冷片嵌于所述的凹槽内。通过将半导体制冷片嵌入到内筒外侧面的凹槽内,实现半导体制冷片与内筒的相定位,具有定位较为方便可靠的优点。
在上述的高速主轴的冷却装置中,所述的冷却通道均匀分布在所述的内筒的外壁上。冷却通道呈螺旋状分布在内筒的外壁上,使冷却通道与内筒具有较大的接触面积,使液态氟利昂对内筒能够较好的进行冷却散热。
在上述的高速主轴的冷却装置中,所述的半导体制冷片呈弧形且所述的半导体制冷片的弧度与所述的内筒的外侧壁的弧面相匹配。半导体制冷片呈弧形且内筒的外侧壁的弧面相匹配,使半导体制冷片与内筒的外侧壁能够紧密的贴合,具有能够较好的散热的优点。
在上述的高速主轴的冷却装置中,所述的半导体制冷片与所述的内筒之间通过紧固件相固连。紧固件采用螺钉,具有连接较为方便且连接较为牢固的优点。作为另一种方式,半导体制冷片也可采用胶水粘连的方式,与内筒的外侧壁相连。
在上述的高速主轴的冷却装置中,所述的外筒采用不锈钢材料制成。不锈钢具有高强度、高耐磨性以及耐腐蚀性,使采用不锈钢制成的外筒具有较长的使用寿命的优点。
在上述的高速主轴的冷却装置中,本冷却装置还包括压缩机,所述的压缩机包括出气端以及进气端,所述的出气端与所述的进口相连通,所述的进气端与所述的出口相连通。通过压缩机,将气体氟利昂压缩成高压液态氟利昂,通过其出气端与进口相连,将液态氟利昂输送到冷却通道,实现对内筒的冷却散热,同时液态氟利昂带走半导体制冷片的热面上,当液态氟利昂吸收热量后汽化,形成气态氟利昂,供压缩机压缩,上述的循环工作,实现对高速主轴的冷却,采用氟利昂作为冷却剂,具有技术成熟且冷却效果较好的优点。
在上述的高速主轴的冷却装置中,所述的压缩机上还设有压力表。通过压力表观测到压缩机将冷却气体压缩后的压力大小,具有使用较为方便的优点。
在上述的高速主轴的冷却装置中,所述的压缩机上还设有温度表。通过设置温度表,可以观测到压缩机将冷却气体压缩后的温度,具有使用较为方便的优点。
与现有技术相比,本高速主轴的冷却装置具有以下优点:
1、通过液态氟利昂以及半导体制冷片的双重冷却降温,使高速主轴的内筒内的润滑油的温度较低,避免了润滑油的干燥,同时防止本高速电机的内筒内的线圈等零部件的顺坏,提高本高速主轴的使用寿命;
2、通过液态氟利昂对半导体制冷片的热面进行散热,使半导体制冷片的冷面能够更好的对内筒进形冷却散热,使半导体制冷片的冷却效果更好;
3、冷却通道呈螺旋状分布在内筒的外壁上,使冷却通道与内筒具有较大的接触面积,使液态氟利昂对内筒能够较好的进行冷却散热;
4、通过液态氟利昂吸收热量后汽化,形成气态氟利昂,供压缩机压缩形成液态氟利昂,实现对高速主轴的循环冷却,采用氟利昂作为冷却剂,具有技术成熟且冷却效果较好的优点。
附图说明
图1是本高速主轴的冷却装置的实施例一局部剖视图。
图2是本高速主轴的冷却装置的实施例一剖视示意图。
图3是多个具有本冷却装置的高速电机的使用状态示意图。
图4是本高速主轴的冷却装置的实施例二的半导体制冷片的立体结构示意图。
图中,1、内筒;1a、凹槽;2、外筒;3、冷却通道;3a、进口;3b、出口;4、半导体制冷片;4a、冷面;4b、热面;5、压缩机;6、压力表;7、温度表。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
如图1至2所示,高速主轴的冷却装置,包括内筒1以及套设在内筒1外侧其采用不锈钢材料制成的外筒2。不锈钢具有高强度、高耐磨性以及耐腐蚀性,使采用不锈钢制成的外筒2具有较长的使用寿命的优点。
内筒1的外侧壁与所述的外筒2的内侧壁之间具有供氟利昂流过的冷却通道3,冷却通道3呈螺旋状且均匀分布在内筒1的外壁上。冷却通道3包括进口3a与出口3b。冷却通道3呈螺旋状分布在内筒1的外壁上,使冷却通道3与内筒1具有较大的接触面积,使液态氟利昂对内筒1能够较好的进行冷却散热。冷却通道3可设置成两个,且对称设置在内筒1外侧壁上。
内筒1与外筒2之间还设有半导体制冷片4,内筒1的外侧面上设有凹槽1a,半导体制冷片4与凹槽1a相匹配且凹槽1a的深度大于半导体制冷片4的厚度,半导体制冷片4嵌于凹槽1a内,半导体制冷片4的冷面4a与内筒1的外侧壁相贴靠,半导体制冷片4的热面4b位于冷却通道3内。通过将半导体制冷片4嵌入到内筒1外侧面的凹槽1a内,实现半导体制冷片4与内筒1的相定位,具有定位较为方便可靠的优点。
作为另一种方式,半导体制冷片4与内筒1之间通过紧固件相固连。紧固件可采用螺钉,具有连接较为方便且连接较为牢固的优点。作为另一种方式,半导体制冷片4也可采用胶水粘连的方式,与内筒1的外侧壁相连。
本冷却装置还包括压缩机5,压缩机5包括出气端以及进气端,出气端与进口3a相连通,进气端与所述的出口3b相连通。压缩机5上设有压力表6以及温度表7。通过压力表6观测到压缩机5将冷却气体压缩后的压力大小,通过设置温度表7可以观测到压缩机5将冷却气体压缩后的温度,具有使用较为方便的优点。
本高速电机在使用时,通过压缩机5,将气体氟利昂压缩成高压液态氟利昂,通过其出气端与进口3a,将液态氟利昂输送到冷却通道3,实现对内筒1的冷却散热,同时液态氟利昂带走半导体制冷片4的热面4b上,使半导体制冷片4的制冷工作更加顺畅,使冷面4a的温度更低,当液态氟利昂吸收热量后汽化,形成气态氟利昂,供压缩机5压缩,上述的循环工作,实现对高速主轴的冷却,采用氟利昂作为冷却剂,具有技术成熟且冷却效果较好的优点。通过液态氟利昂以及半导体制冷片4的双重冷却降温,使高速主轴的内筒1内的润滑油的温度较低,避免了润滑油的干燥,同时防止本高速电机的内筒1内的线圈等零部件的顺坏,提高本高速主轴的使用寿命。
如图3所示,多个具有本冷却装置的高速电机的进口3a与出口3b依次相串联,第一个冷却通道3的进口3a与压缩机5的出气端相连通,最后一个的冷却通道3的出口3b与压缩机5的进气端相连通,使用一台压缩机5既能达到时多个本冷却装置进行工作,具有结构简单,制造方便的优点。
实施例二
本实施例同实施例一的结构及原理基本相同,不一样的地方在于:如图4所示,半导体制冷片4呈弧形且半导体制冷片4的弧度与内筒1的外侧壁的弧面相匹配。半导体制冷片4呈弧形且内筒1的外侧壁的弧面相匹配,使半导体制冷片4与内筒1的外侧壁能够紧密的贴合,具有能够较好的散热的优点。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了内筒1、凹槽1a、外筒2、冷却通道3、进口3a、出口3b、半导体制冷片4、冷面4a、热面4b、压缩机5、压力表6、温度表7等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (8)
1.高速主轴的冷却装置,包括内筒(1)以及套设在所述的内筒(1)外侧的外筒(2),其特征在于,所述的内筒(1)的外侧壁与所述的外筒(2)的内侧壁之间形成供氟利昂流过的冷却通道(3),所述的冷却通道(3)包括进口(3a)与出口(3b),所述的内筒(1)与所述的外筒(2)之间设有半导体制冷片(4),所述的半导体制冷片(4)的冷面(4a)与所述的内筒(1)的外侧壁相贴靠,所述的半导体制冷片(4)的热面(4b)位于所述的冷却通道(3)内;所述的内筒(1)的外侧面上设有凹槽(1a),且所述的凹槽(1a)的深度大于所述的半导体制冷片(4)的厚度,所述的半导体制冷片(4)与所述的凹槽(1a)相匹配且所述的半导体制冷片(4)嵌于所述的凹槽(1a)内;冷却通道(3)设置成两个,且对称设置在内筒(1)外侧壁上。
2.根据权利要求1所述的高速主轴的冷却装置,其特征在于,所述的冷却通道(3)均匀分布在所述的内筒(1)的外壁上。
3.根据权利要求1所述的高速主轴的冷却装置,其特征在于,所述的半导体制冷片(4)呈弧形且所述的半导体制冷片(4)的弧度与所述的内筒(1)的外侧壁的弧面相匹配。
4.根据权利要求1或2或3所述的高速主轴的冷却装置,其特征在于,所述的半导体制冷片(4)与所述的内筒(1)之间通过紧固件相固连。
5.根据权利要求1或2或3所述的高速主轴的冷却装置,其特征在于,所述的外筒(2)采用不锈钢材料制成。
6.根据权利要求1或2或3所述的高速主轴的冷却装置,其特征在于,本冷却装置还包括压缩机(5),所述的压缩机(5)包括出气端以及进气端,所述的出气端与所述的进口(3a)相连通,所述的进气端与所述的出口(3b)相连通。
7.根据权利要求6所述的高速主轴的冷却装置,其特征在于,所述的压缩机(5)上设有压力表(6)。
8.根据权利要求6所述的高速主轴的冷却装置,其特征在于,所述的压缩机(5)上设有温度表(7)。
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Families Citing this family (7)
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CN112171372A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-01-05 | 杨晓成 | 一种数控机床用主轴冷却装置 |
CN112476052B (zh) * | 2020-11-24 | 2022-07-22 | 江苏欧姆圣智能装备股份有限公司 | 高速主轴的冷却装置及冷却方法 |
CN113109016B (zh) * | 2021-04-21 | 2022-10-11 | 重庆大学 | 一种模拟超声速风洞试验中天平体温度变化的装置 |
CN114406347B (zh) * | 2022-01-21 | 2023-07-07 | 德清县诚达金属材料有限公司 | 一种机械设备备件研发用快速拉削设备 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11114745A (ja) * | 1997-10-17 | 1999-04-27 | Yaskawa Electric Corp | 搬送装置 |
CN202106240U (zh) * | 2011-05-19 | 2012-01-11 | 山东科技大学 | 一种高速电主轴的综合冷却装置 |
CN202106241U (zh) * | 2011-05-19 | 2012-01-11 | 山东科技大学 | 一种高速电主轴的冷却装置 |
CN202129679U (zh) * | 2011-05-19 | 2012-02-01 | 山东科技大学 | 用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置 |
CN102476194A (zh) * | 2010-11-25 | 2012-05-30 | 北京中电科电子装备有限公司 | 空气静压电主轴和空气静压电主轴的冷却装置 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11114745A (ja) * | 1997-10-17 | 1999-04-27 | Yaskawa Electric Corp | 搬送装置 |
CN102476194A (zh) * | 2010-11-25 | 2012-05-30 | 北京中电科电子装备有限公司 | 空气静压电主轴和空气静压电主轴的冷却装置 |
CN202106240U (zh) * | 2011-05-19 | 2012-01-11 | 山东科技大学 | 一种高速电主轴的综合冷却装置 |
CN202106241U (zh) * | 2011-05-19 | 2012-01-11 | 山东科技大学 | 一种高速电主轴的冷却装置 |
CN202129679U (zh) * | 2011-05-19 | 2012-02-01 | 山东科技大学 | 用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置 |
CN203343811U (zh) * | 2013-07-23 | 2013-12-18 | 高泉正 | 高速主轴的冷却装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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