CN106695450A - 一种高速电主轴的油气润滑结构 - Google Patents

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宋立斌
南鹏
蔡瑞雄
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Abstract

本发明公开了一种高速电主轴的油气润滑结构，包括主轴转子，电机转子，和电机定子；电机定子外套设有定子套筒，以及用于前端密封带进油口的前压盖；主轴转子外套设有第一角接触球轴承和第二角接触球轴承；第一角接触球轴承和第二角接触球轴承外套设有带第一通孔的前轴承套筒；在第一角接触球轴承和第二角接触球轴承之间设有内隔环和外隔环；在前轴承套筒与电机转子之间设有前分流环；外隔环设有第一喷油口，油气从第一喷油口进入第一角接触球轴承后依次通过前压盖的进油口，前轴承套筒的第一通孔，前分流环的径向槽，最终经过前轴承套筒与主轴转子间的间隙后排出。本发明的有益效果：在润滑、冷却轴承的同时，也降低电机温度。

Description

一种高速电主轴的油气润滑结构
技术领域
本发明涉及机床技术领域，尤其涉及一种高速电主轴的油气润滑结构。
背景技术
本部分中的陈述仅仅提供了与本发明公开的内容有关的背景信息，且可能不构成现有技术。
电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”(ElectricSpindle,Motor Spindle)。
与一般的机械主轴不同，电主轴最突出的问题之一是内藏式主轴电机的发热。电主轴高速运转时，有近1/3的电机发热量是由电机转子产生的，其余2/3的热量产生于电机定子。电机转子产生的绝大部分热量都通过电机转子与电机定子间的间隙传给电机定子，只有少部分热量直接传给主轴转子。电机所产生的热量很容易使主轴转子和定子套筒产生热伸长和热变形，直接影响电主轴性能。
电主轴的另一个主要热源是轴承的发热。轴承在高速运转时，轴承滚子与轴承内外圈间产生复杂的摩擦，进而产生较强的摩擦热，可能造成烧伤，从而降低使用寿命，甚至不能正常工作。
故现有技术有待改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在润滑、冷却轴承的同时，降低电机温度，不仅延长了轴承的寿命，而且减小了主轴转子的热伸长的高速电主轴的油气润滑结构。
本发明的技术解决方案是：一种高速电主轴的油气润滑结构，其特征在于：包括主轴转子，电机转子，和电机定子；电机定子外套设有定子套筒，以及用于前端密封带进油口的前压盖；主轴转子外套设有第一角接触球轴承和第二角接触球轴承；第一角接触球轴承和第二角接触球轴承外套设有带第一通孔的前轴承套筒；在第一角接触球轴承和第二角接触球轴承之间设有内隔环和外隔环；在前轴承套筒与电机转子之间设有前分流环；
外隔环设有第一喷油口，油气从第一喷油口进入第一角接触球轴承后依次通过前压盖的进油口，前轴承套筒的第一通孔，前分流环的径向槽，最终经过前轴承套筒与主轴转子间的间隙后排出。
所述外隔环还设有第二喷油口，油气从外隔环的第二喷油口d进入第二角接触球轴承后，进入前轴承套筒与主轴转子间的间隙，再经过前分流环与主轴转子间的间隙后排出。
还包括封装在主轴转子后端的后压盖，以及套设在主轴转子后端的单列圆柱滚子轴承，该单列圆柱滚子轴承外套设有带第二通孔的后轴承套筒，在后轴承套筒上设有带第一快插接头的后盖；
第一角接触球轴承和第二角接触球轴承的油气排出后，进入电机转子与电机定子间的间隙，再进入后轴承套筒的第二通孔，最终从后盖的第一快插接头排出。
还包括带第三喷油口的后分流环；后盖还设有第二快插接头，后轴承套筒和后压盖的设有孔路；
单列圆柱滚子轴承的油气从后盖的第二快插接头进入，通过后轴承套筒和后压盖的孔路后，从后分流环的第三喷油口进入单列圆柱滚子轴承，润滑后从后轴承套筒与主轴转子间的间隙排出，单列圆柱滚子轴承的油气排出后，进入后轴承套筒的第二通孔，最终从后盖的第一快插接头排出。
所述第一快插接头连接背压气源。
进入轴承内部的压缩空气其压力为0.4-0.5MPa。
本发明的有益效果：
采用以上结构的油气润滑结构，在润滑、冷却轴承的同时，降低电机温度，不仅延长了轴承的寿命，而且减小了主轴转子的热伸长，大大提升了电主轴的性能。
为了降低主轴轴承的温升，电主轴的轴承润滑采用油气润滑，油气润滑除了润滑轴承外，还对轴承和电机起到很好的冷却作用。轴承的发热源在轴承的滚子处，而油气润滑就是将大量的压缩空气和少量的润滑油共同对轴承滚子进行吹喷，在润滑轴承的同时带走大量热量。油气经过电机转子与电机定子间的间隙时，也能带走大量热量。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
具体实施方式
实施例：
参阅图1，本发明涉及一种高速电主轴的油气润滑结构，它包括主轴转子1、前锁紧螺母2、前压盖3、调整环4、角接触球轴承5、角接触球轴承6、前轴承套筒7、内隔环8、外隔环9、角接触球轴承10、角接触球轴承11、定子套筒12、前分流环13、电机转子14、电机定子15、后轴承套筒16、单列圆柱滚子轴承17、后压盖18、后分流环19、后锁紧螺母20、后盖21、快插接头22、快插接头23。
角接触球轴承5、6的油气从外隔环9的喷油口c进入，润滑轴承后经过前锁紧螺母2与调整环4间的间隙进入前压盖的进油口a，再进入前轴承套筒7的通孔b，通过前分流13环的径向槽，经过前轴承套筒7与主轴转子1间的间隙后排出。角接触球轴承10、11的油气从外隔环9的喷油口d进入，润滑轴承后经过前轴承套筒7与主轴转子1间的间隙，再经过前分流环13与主轴转子1间的间隙后排出。角接触球轴承5、6、10、11的油气排出后，油气进入电机转子14与电机定子15间的间隙，冷却电机后进入后轴承套筒16的通孔e，从后盖21的快插接头23排出。
单列圆柱滚子轴承17的油气从后盖21的快插接头22进入，通过后轴承套筒16和后压盖18的孔路后，从后分流环19的喷油孔f进入，润滑轴承后从后轴承套筒16与主轴转子间1的间隙排出。单列圆柱滚子轴承17的油气排出后，进入后轴承套筒16的通孔e，从后盖21的快插接头23排出。
为了克服轴承内部的背压，进入轴承内部的压缩空气必须具备一定压力(0.4-0.5MPa)。
为了使进入轴承的油气能够顺利排出，快插接头23应接背压气源，并保证一定流量。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高速电主轴的油气润滑结构，其特征在于：包括主轴转子，电机转子，和电机定子；电机定子外套设有定子套筒，以及用于前端密封带进油口的前压盖；主轴转子外套设有第一角接触球轴承和第二角接触球轴承；第一角接触球轴承和第二角接触球轴承外套设有带第一通孔的前轴承套筒；在第一角接触球轴承和第二角接触球轴承之间设有内隔环和外隔环；在前轴承套筒与电机转子之间设有前分流环；
外隔环设有第一喷油口，油气从第一喷油口进入第一角接触球轴承后依次通过前压盖的进油口，前轴承套筒的第一通孔，前分流环的径向槽，最终经过前轴承套筒与主轴转子间的间隙后排出。
2.根据权利要求1所述的高速电主轴的油气润滑结构，其特征在于：所述外隔环还设有第二喷油口，油气从外隔环的第二喷油口d进入第二角接触球轴承后，进入前轴承套筒与主轴转子间的间隙，再经过前分流环与主轴转子间的间隙后排出。
3.根据权利要求2所述的高速电主轴的油气润滑结构，其特征在于：还包括封装在主轴转子后端的后压盖，以及套设在主轴转子后端的单列圆柱滚子轴承，该单列圆柱滚子轴承外套设有带第二通孔的后轴承套筒，在后轴承套筒上设有带第一快插接头的后盖；
第一角接触球轴承和第二角接触球轴承的油气排出后，进入电机转子与电机定子间的间隙，再进入后轴承套筒的第二通孔，最终从后盖的第一快插接头排出。
4.根据权利要求3所述的高速电主轴的油气润滑结构，其特征在于：还包括带第三喷油口的后分流环；后盖还设有第二快插接头，后轴承套筒和后压盖的设有孔路；
单列圆柱滚子轴承的油气从后盖的第二快插接头进入，通过后轴承套筒和后压盖的孔路后，从后分流环的第三喷油口进入单列圆柱滚子轴承，润滑后从后轴承套筒与主轴转子间的间隙排出，单列圆柱滚子轴承的油气排出后，进入后轴承套筒的第二通孔，最终从后盖的第一快插接头排出。
5.根据权利要求4所述的高速电主轴的油气润滑结构，其特征在于：所述第一快插接头连接背压气源。
6.根据权利要求5所述的高速电主轴的油气润滑结构，其特征在于：进入轴承内部的压缩空气其压力为0.4-0.5MPa。
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