CN108406342A - 一种电主轴的冷却结构及润滑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电主轴的冷却结构及润滑结构，冷却结构包括：定子组件，位于定子组件内部的转子组件，定子组件的两端各连接有一前轴承座和后压盖，前轴承座的外端面还设有一前压盖；转子的轴向设有一用于传输冷却液的冷却通道，后压盖上设有与冷却通道连通的通孔，以致冷却液沿转子的冷却通道传输至连接于转子末端的刀具及被加工的工件上。该电主轴的冷却结构及润滑结构，其通过将冷却液经转子的轴向的中心通道传输至磨削刀具和工件上，在后压盖与转子连接的端部设置冷却液排放通道，避免冷却液进入到电主轴内部；在定子组件上设置多个油气润滑通道对前后轴承进行润滑，保证了对电主轴的润滑，同时还确保主轴的性能，提高主轴加工精度和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电主轴技术领域，尤其涉及一种应用于高速电主轴的冷却结构及润滑结构。
背景技术
电主轴是机床高速加工的关键部件，包括机械传动系统、油气润滑系统、冷却系统、气密封系统、驱动系统等；现有电主轴结构，内置电机产生的热量会直接影响轴承的精度。电主轴目前多采用油脂润滑，转速低、轴承升温高、冷却性能差，仅适用于低速转动，已经不能满足高速超高速加工的使用要求。电主轴高速旋转时，内部产生负压差，将电主轴外部的灰尘及切削液倒吸入电主轴内部，从而导致轴承损坏及电机故障。另外、高速加工需要通过磨削冷却液进行实时冷却，外置喷嘴结构复杂，对于高速电主轴的中心孔通冷却液结构设计比较困难，时常发生磨削液进入到电主轴内部的情况，使得内置电机和轴承损坏，直接影响电主轴的寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电主轴的冷却结构及润滑结构，其解决了现有的电主轴的润滑和冷却结构复杂容易导致电主轴损坏的技术问题。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：
本发明的一种电主轴的冷却结构，其包括：定子组件，位于所述定子组件内部的转子组件，所述定子组件的两端各连接有一前轴承座和后压盖，所述前轴承座的外端面还设有一前压盖；其中，所述的转子组件的转子穿设于所述定子组件、前轴承座和前压盖，转子的轴向设有一用于传输冷却液的冷却通道，所述后压盖上设有与所述冷却通道连通的通孔，以致冷却液沿转子的冷却通道传输至连接于转子末端的刀具及被加工的工件上。
其中，所述的后压盖上设有一进气通孔，所述定子组件的定子套筒壁上设有一轴向的通气通道，所述通气通道的进气端连通于所述进气通孔，出气端连通于前轴承座和前压盖，所述前轴承座上设有轴向通气通道，所述前压盖上设有一连通于转子外壁的前通气孔，所述轴向通气通道一端连通于所述前通气孔，另一端连通于定子组件的内腔，以致气流分别从前压盖与转子套装的外壁流出和从轴向通气通道流向定子组件的内部；所述后压盖上还设有一径向连通于所述进气通孔的气密封孔，后压盖的径向还设有一排泄孔，所述排泄孔连通于所述气密封孔，以致将冷却通道渗出的冷却液沿后压盖的排泄孔排出。
其中，所述后压盖上还设有连通于所述气密封孔的环形槽，转子的外壁上还设有一连通于所述环形槽的锯齿形环槽，所述排泄孔连通于所述锯齿形环槽，气流从所述进气通孔进入后沿气密封孔、环形槽、锯齿形环槽、排泄孔流出电主轴外。
其中，所述后压盖的内壁上还设有一与所述锯齿形环槽走向相同的环形凹槽。
一种电主轴的润滑结构，其包括：定子组件，位于所述定子组件内部的转子组件，所述定子组件的两端各连接有一前轴承座和后压盖，所述前轴承座的外端面还设有一前压盖；其中，所述的转子组件的转子穿设于所述定子组件、前轴承座和前压盖，所述前轴承座上设有第一前轴承，所述定子组件的定子套筒壁上设有一轴向延伸的第一油气润滑通道，后压盖上设有一轴向的第一油气通孔，前轴承座上也设有一第一通孔，所述第一油气润滑通道的一端连通于所述第一油气通孔，另一端连通于第一通孔，以致油气润滑剂从前轴承座上的第一通孔输送至第一前轴承上对第一前轴承进行润滑。
其中，所述的前轴承座上还设有一第二前轴承，所述第一前轴承与第二前轴承之间设有前外隔环，所述定子组件的定子套筒壁上设有一轴向延伸的第二油气润滑通道，后压盖上设有一连通于所述第二油气润滑通道的一端的第二油气孔，前轴承座上也设有一连通于第二油气润滑通道另一端的第二通孔，所述前外隔环上设有连通于所述第二通孔的油气出口，油气润滑剂经第二油气润滑通道后流经第二通孔，由所述油气出口流至第二前轴承内对第二前轴承进行润滑。
其中，所述的定子组件的定子套筒壁上还设有一油气排放通道，所述前压盖上设有一连通于第二前轴承的腔体的前油气排放孔，所述前外隔环上还设有一连通于第一前轴承的腔体的后油气排放孔，所述前轴承座上还设有一同时连通于所述前油气排放孔和后油气排放孔的前轴承油气排放孔，所述前轴承油气排放孔连通于所述油气排放通道以便于将给前轴承充分润滑后的油气润滑剂排出电主轴外。
一种电主轴的润滑结构，其包括：定子组件，位于所述定子组件内部的转子组件，所述定子组件的两端各连接有一前轴承座和后压盖，所述前轴承座的外端面还设有一前压盖；其中，所述的转子组件的转子穿设于所述定子组件、前轴承座和前压盖，所述转子组件的转子外壁套装有第一后轴承，所述定子组件的定子套筒壁上设有一端部连通于第一后轴承的腔体的第三油气润滑通道，所述后压盖上设有与所述第三油气润滑通道连通的第三油气孔，以致由第三油气孔进入的油气润滑剂流经第三油气润滑通道后作用于第一后轴承以对第一后轴承进行润滑。
其中，所述转子组件的转子外壁还套装有一第二后轴承，所述第二后轴承与第一后轴承之间还设有一后外隔环，定子组件的定子套筒壁上还设有一第四油气润滑通道，所述后外隔环上设有连通第二后轴承的腔体与第四油气润滑通道的油气通孔，所述第四油气润滑通道的另一端连通于后压盖上的第四油气孔，油气润滑剂由第四油气孔流经第四油气润滑通道、所述油气通孔作用于第二后轴承以对第二后轴承润滑。
其中，所述的定子组件的定子套筒壁上还设有一油气排放通道，所述油气排放通道上还设有分别连通于第一后轴承的腔体和第二后轴承的腔体的第一后轴承油气排放孔和第二后轴承油气排放孔，所述后压盖上设有一同时连通于所述第一后轴承排放孔和第二后轴承排放孔的油气排放孔。
与现有技术相比，本发明的电主轴的冷却结构及润滑结构，其通过将冷却液经转子的轴向的中心通道传输至磨削刀具和工件上，在后压盖与转子连接的端部设置冷却液排放通道，避免冷却液进入到电主轴内部的难题；同时，在定子组件上设置多个油气润滑通道对前后轴承进行润滑，不仅保证了对电主轴的润滑，同时还确保主轴的性能，提高主轴加工精度和寿命。
附图说明
图1为本发明的电主轴的冷却结构及润滑结构的整体结构示意图。
图2为本发明的电主轴的冷却结构及润滑结构的气密封部轴向剖视图。
图3为本发明的电主轴的冷却结构及润滑结构的前轴承油气润滑部分的轴向剖视图。
图4为本发明的电主轴的冷却结构及润滑结构的后轴承油气润滑部分的轴向剖视图。
图5为图2中的A部分放大结构示意图。
图6为图2中的B部分放大结构示意图。
图7为本发明电主轴的冷却结构及润滑结构的爆炸图。
具体实施方式
以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
请参阅附图1至附图7，在本实施例中，公开了一种高速电主轴结构，该电主轴包括冷却结构，润滑结构以及通气结构。
请再次参阅附图2，该电主轴的冷却结构，其包括：定子组件1，位于所述定子组件1内部的转子组件6，所述定子组件1的两端各连接有一前轴承座4和后压盖3，所述前轴承座4的外端面还设有一前压盖001，前压盖001外还设有一端盖2。其中，所述的转子组件6的转子61穿设于所述定子组件1、前轴承座4和前压盖001，转子61的轴向设有一用于传输冷却液的冷却通道62，所述后压盖3上设有与所述冷却通道62连通的通孔35，以致冷却液沿转子61的冷却通道62传输至连接于转子61末端的刀具及被加工的工件上。其中，转子组件6环套于定子组件1的内腔以形成电机结构，前轴承座4套装于转子61的前端部，前压盖001位于前轴承座4的端部，转子61的左侧端部伸出于前压盖001，转子61伸出于前压盖001的端部上连接有加工用刀具。即本高速电主轴实现了从转子轴向传输冷却液至刀具和工件进行润滑冷却的工艺。
更具体的，所述的后压盖3上设有一进气通孔31，所述定子组件1的定子套筒壁上设有一轴向的通气通道11，所述通气通道11的进气端连通于所述进气通孔31，出气端连通于前轴承座4和前压盖001，所述前轴承座4上设有轴向通气通道41，所述前压盖001上设有一连通于转子61外壁的前通气孔002，所述轴向通气通道41一端连通于所述前通气孔002，另一端连通于定子组件1的内腔，以致气流分别从前压盖001与转子套装的外壁流出和从轴向通气通道41流向定子组件1的内部。其中，前轴承座4上设有一径向的通孔，由该径向的通孔的下端部分别连通于轴向通气通道41和定子通气通道42，所述转子61与前压盖001之间配装时，在配接位置形成环形缝隙，由通气通道11进入的气流一路从上述环形缝隙吹向位于转子61端部的刀具和工件，防止外部加工废屑和蒸汽渗入前轴承以及定子组件1的腔体内。所述后压盖3上还设有一径向连通于所述进气通孔31的气密封孔32，后压盖3的径向还设有一排泄孔391，所述排泄孔391连通于所述气密封孔32，以致将冷却通道62渗出的冷却液沿后压盖3的排泄孔391排出。也即，从进气通孔31吹入的气体分两路，一路沿着通气通道从转子61的前端部送出，另一路沿着气密封孔32经转子61后端部与后压盖3之间配装的缝隙汇集于排泄孔391排出电主轴外，经气密封孔32的气流增大了电主轴的后端部的内部气压，从而防止后压盖3进入的油气再次渗入后轴承内，损坏后轴承。
更具体的，所述后压盖3上还设有连通于所述气密封孔32的环形槽33，转子61的外壁上还设有一连通于所述环形槽33的锯齿形环槽63，所述排泄孔391连通于所述锯齿形环槽63，气流从所述进气通孔31进入后沿气密封孔32、环形槽33、锯齿形环槽63、排泄孔391流出电主轴外。
其中，所述后压盖3的内壁上还设有一与所述锯齿形环槽63走向相同的环形凹槽34。其中，所述锯齿形环槽63、环形凹槽34均在轴向上位于环形槽33的后方，以致后压盖3与转子61的后端部之间形成迷宫结构，在气密封气流压力的作用下，从而防止外部杂质和中心通道的冷却液进入损害电主轴。
本实施例还公开了一种电主轴的润滑结构，请再次参阅附图3，该电主轴的润滑结构包括：定子组件1，位于所述定子组件1内部的转子组件6，所述定子组件1的两端各连接有一前轴承座4和后压盖3，所述前轴承座4的外端面还设有一前压盖001。其中，所述的转子组件6的转子61穿设于所述定子组件1、前轴承座4和前压盖001，所述前轴承座4上设有第一前轴承8，所述定子组件1的定子套筒壁上设有一轴向延伸的第一油气润滑通道13，后压盖3上设有一轴向的第一油气通孔37，前轴承座4上也设有一第一通孔44，所述第一油气润滑通道13的一端连通于所述第一油气通孔37，另一端连通于第一通孔44，以致油气润滑剂从前轴承座4上的第一通孔44输送至第一前轴承8上对第一前轴承进行润滑。其中，第一通孔44沿前轴承座4的径向延伸，其上端部还连通于第一通孔44的轴向通孔45，以致油气润滑剂从第一前轴承8的侧面进入轴承内部。
进一步的，所述的前轴承座4上还设有一第二前轴承7，所述第一前轴承8与第二前轴承7之间设有前外隔环01，该前外隔环01抵顶第一前轴承8和第二前轴承7的外环侧面。所述定子组件1的定子套筒壁上设有一轴向延伸的第二油气润滑通道12，后压盖3上设有一连通于所述第二油气润滑通道12的一端的第二油气孔36，前轴承座4上也设有一连通于第二油气润滑通道12另一端的第二通孔42，所述前外隔环01上设有连通于所述第二通孔42的油气出口43，油气润滑剂经第二油气润滑通道12后流经第二通孔42，由所述油气出口43流至第二前轴承7内对第二前轴承7进行润滑。
请再次参阅附图2和附图5，所述的定子组件1的定子套筒壁上还设有一油气排放通道18，所述前压盖001上设有一连通于第二前轴承7的腔体的前油气排放孔46，所述前外隔环01上还设有一连通于第一前轴承8的腔体的后油气排放孔47，所述前轴承座4上还设有一同时连通于所述前油气排放孔46和后油气排放孔47的前轴承油气排放孔48，所述前轴承油气排放孔48连通于所述油气排放通道18以便于将油气润滑剂排出电主轴外。
请再次参阅附图4，本实施例还公开了一种电主轴的润滑结构，其包括：定子组件1，位于所述定子组件1内部的转子组件6，所述定子组件1的两端各连接有一前轴承座4和后压盖3，所述前轴承座4的外端面还设有一前压盖001。其中，所述的转子组件6的转子61穿设于所述定子组件1、前轴承座4和前压盖001，所述转子组件6的转子61外壁套装有第一后轴承9，该第一后轴承9位于转子61的后端部，所述定子组件1的定子套筒壁上设有一端部连通于第一后轴承9的腔体的第三油气润滑通道14，所述后压盖3上设有与所述第三油气润滑通道14连通的第三油气孔38，以致由第三油气孔38进入的油气润滑剂流经第三油气润滑通道14后作用于第一后轴承9以对第一后轴承9进行润滑。第一油气润滑通道14沿定子组件的定子套筒壁的轴向延伸，其端部还连通于一径向通孔16，用于将油气润滑剂由径向引流至第一后轴承9内腔。如附图4所述，第三油气孔38，第三油气润滑通道14以及径向通孔16共同形成一第三油气润滑通路，以对第一后轴承9进行润滑。
进一步的，所述转子组件6的转子61外壁还套装有一第二后轴承10，所述第二后轴承10与第一后轴承9之间还设有一后外隔环02，该第二后轴承10通过一锁紧螺母05锁固于定子组件1的端部。该后外隔环02的两侧面分别抵顶第一后轴承9和第二后轴承10的外环上。定子组件1的定子套筒壁上还设有一第四油气润滑通道15，所述后外隔环02上设有连通第二后轴承10的腔体与第四油气润滑通道15的油气通孔17，所述第四油气润滑通道15的另一端连通于后压盖3上的第四油气孔39，油气润滑剂由第四油气孔39流经第四油气润滑通道15、所述油气通孔17作用于第二后轴承10以对第二后轴承10润滑。也即，第四油气孔39，第四油气润滑通道15和油气通孔17共同形成第四油气润滑通路，以对第二后轴承10进行油气润滑。
其中，请再次参阅附图2和附图6，所述的定子组件1的定子套筒壁上还设有一油气排放通道18，该油气排放通道18与第一前轴承8、第二前轴承7的油气排出共用该通道。所述油气排放通道18上还设有分别连通于第一后轴承9的腔体和第二后轴承10的腔体的第一后轴承油气排放孔301和第二后轴承油气排放孔303，所述后压盖3上设有一同时连通于所述第一后轴承排放孔301和第二后轴承排放孔303的油气排放孔302，该油气排放孔302连通于油气排放通道18。其中，油气排放通道18，排泄孔391出口端同时连通于后压盖3上的排泄口30，以便将油气以及冷却液等杂质排出电主轴外。
在此需要说明的是，本实施例中省略了电主轴的其他常规部件，诸如高频变频装置，内置编码器，换刀装置等，由于其均为常规部件，因此本实施例中并未再次赘述。
与现有技术相比，本实施例的电主轴的冷却结构及润滑结构，其通过将冷却液经转子的轴向的中心通道传输至磨削刀具和工件上，在后压盖与转子连接的端部设置冷却液排放通道，避免冷却液进入到电主轴内部的难题；同时，在定子组件上设置多个油气润滑通道对前后轴承进行润滑，不仅保证了对电主轴的润滑，同时还确保主轴的性能，提高主轴加工精度和寿命。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电主轴的冷却结构，其特征在于，包括：定子组件，位于所述定子组件内部的转子组件，所述定子组件的两端各连接有一前轴承座和后压盖，所述前轴承座的外端面还设有一前压盖；其中，所述的转子组件的转子穿设于所述定子组件、前轴承座和前压盖，转子的轴向设有一用于传输冷却液的冷却通道，所述后压盖上设有与所述冷却通道连通的通孔，以致冷却液沿转子的冷却通道传输至连接于转子末端的刀具及被加工的工件上。
2.如权利要求1所述的电主轴的冷却结构，其特征在于，所述的后压盖上设有一进气通孔，所述定子组件的定子套筒壁上设有一轴向的通气通道，所述通气通道的进气端连通于所述进气通孔，出气端连通于前轴承座和前压盖，所述前轴承座上设有轴向通气通道，所述前压盖上设有一连通于转子外壁的前通气孔，所述轴向通气通道一端连通于所述前通气孔，另一端连通于定子组件的内腔，以致气流分别从前压盖与转子套装的外壁流出和从轴向通气通道流向定子组件的内部；所述后压盖上还设有一径向连通于所述进气通孔的气密封孔，后压盖的径向还设有一排泄孔，所述排泄孔连通于所述气密封孔，以致将冷却通道渗出的冷却液沿后压盖的排泄孔排出。
3.如权利要求2所述的电主轴的冷却结构，其特征在于，所述后压盖上还设有连通于所述气密封孔的环形槽，转子的外壁上还设有一连通于所述环形槽的锯齿形环槽，所述排泄孔连通于所述锯齿形环槽，气流从所述进气通孔进入后沿气密封孔、环形槽、锯齿形环槽、排泄孔流出电主轴外。
4.如权利要求3所述的电主轴的冷却结构，其特征在于，所述后压盖的内壁上还设有一与所述锯齿形环槽走向相同的环形凹槽。
5.一种电主轴的润滑结构，其特征在于，包括：定子组件，位于所述定子组件内部的转子组件，所述定子组件的两端各连接有一前轴承座和后压盖，所述前轴承座的外端面还设有一前压盖；其中，所述的转子组件的转子穿设于所述定子组件、前轴承座和前压盖，所述前轴承座上设有第一前轴承，所述定子组件的定子套筒壁上设有一轴向延伸的第一油气润滑通道，后压盖上设有一轴向的第一油气通孔，前轴承座上也设有一第一通孔，所述第一油气润滑通道的一端连通于所述第一油气通孔，另一端连通于第一通孔，以致油气润滑剂从前轴承座上的第一通孔输送至第一前轴承上对第一前轴承进行润滑。
6.如权利要求5所述的电主轴的润滑结构，其特征在于，所述的前轴承座上还设有一第二前轴承，所述第一前轴承与第二前轴承之间设有前外隔环，所述定子组件的定子套筒壁上设有一轴向延伸的第二油气润滑通道，后压盖上设有一连通于所述第二油气润滑通道的一端的第二油气孔，前轴承座上也设有一连通于第二油气润滑通道另一端的第二通孔，所述前外隔环上设有连通于所述第二通孔的油气出口，油气润滑剂经第二油气润滑通道后流经第二通孔，由所述油气出口流至第二前轴承内对第二前轴承进行润滑。
7.如权利要求6所述的电主轴的润滑结构，其特征在于，所述的定子组件的定子套筒壁上还设有一油气排放通道，所述前压盖上设有一连通于第二前轴承的腔体的前油气排放孔，所述前外隔环上还设有一连通于第一前轴承的腔体的后油气排放孔，所述前轴承座上还设有一同时连通于所述前油气排放孔和后油气排放孔的前轴承油气排放孔，所述前轴承油气排放孔连通于所述油气排放通道以便于将给前轴承充分润滑后的油气润滑剂排出电主轴外。
8.一种电主轴的润滑结构，其特征在于，包括：定子组件，位于所述定子组件内部的转子组件，所述定子组件的两端各连接有一前轴承座和后压盖，所述前轴承座的外端面还设有一前压盖；其中，所述的转子组件的转子穿设于所述定子组件、前轴承座和前压盖，所述转子组件的转子外壁套装有第一后轴承，所述定子组件的定子套筒壁上设有一端部连通于第一后轴承的腔体的第三油气润滑通道，所述后压盖上设有与所述第三油气润滑通道连通的第三油气孔，以致由第三油气孔进入的油气润滑剂流经第三油气润滑通道后作用于第一后轴承以对第一后轴承进行润滑。
9.如权利要求8所述的电主轴的润滑结构，其特征在于，所述转子组件的转子外壁还套装有一第二后轴承，所述第二后轴承与第一后轴承之间还设有一后外隔环，定子组件的定子套筒壁上还设有一第四油气润滑通道，所述后外隔环上设有连通第二后轴承的腔体与第四油气润滑通道的油气通孔，所述第四油气润滑通道的另一端连通于后压盖上的第四油气孔，油气润滑剂由第四油气孔流经第四油气润滑通道、所述油气通孔作用于第二后轴承以对第二后轴承润滑。
10.如权利要求9所述的电主轴的润滑结构，其特征在于，所述的定子组件的定子套筒壁上还设有一油气排放通道，所述油气排放通道上还设有分别连通于第一后轴承的腔体和第二后轴承的腔体的第一后轴承油气排放孔和第二后轴承油气排放孔，所述后压盖上设有一同时连通于所述第一后轴承排放孔和第二后轴承排放孔的油气排放孔。
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