CN108526997A - 一种高速电主轴附加冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高速电主轴附加冷却系统，在高速电主轴轴芯内部设置U形冷却管，冷却液从入流端进去，在管内循环一周从出流端流出，以轴芯中心线为回转中心，对称放置4个U形冷却管。轴芯冷却管进液冷却部分按照轴芯形状布置，贴近前后轴承及电机转子。分液盖固定在高速电主轴尾部，入流端口与环形入流分配道相对转动但时刻连接，出流端口与环形出流集合道相对转动但时刻连接。为入流均匀与及时收集冷却液，分液端盖分别连接4条进液管与4条出液管，进液管连接进液4路分配器，出液管连接回液4路收集器，分配器与收集器间连接冷却液冷却装置。

Description

一种高速电主轴附加冷却系统
技术领域
本发明涉及高速电主轴领域，尤其涉及一种高速电主轴附加冷却系统。
背景技术
高速电主轴是高精密数控机床的核心功能部件，它将机床主轴与主轴电机融为一体，即电机定子装配在主轴套筒内，电机转子和主轴做成一体，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”。高速电主轴具有结构紧凑、质量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点，不但转速高、功率大，还有一系列控制主轴温升和振动等机床运行参数的功能，以确保其高速运转的可靠性与安全性。
高速电主轴工作时，在内、外热源的作用下，主轴系统的各个部分会产生不同程度的温升。升温后，主轴和机床其他部件的空间相对位置和尺寸都将与温升前不同，形成不同的温度场，进而产生不同程度的热膨胀，导致加工误差。在超高速机床中，热膨胀引起的误差尤为突出，因为主轴系统各零件的刚度和精度都较高，负荷却不是很大，主轴因受力产生的弹性变形所引起的加工误差常常是很小的，主轴单元的热膨胀，己经成为影响加工精度的主要因素。因此对传统的高速电主轴的冷却设计进行改进，是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速电主轴附加冷却系统。
基本技术方案是：一种高速电主轴附加冷却系统，在高速电主轴轴芯内部设置U形冷却管，冷却液从入流端进去，在管内循环一周从出流端流出，以轴芯中心线为回转中心，对称放置4个U形冷却管。轴芯冷却管进液冷却部分按照轴芯形状布置，贴近前后轴承及电机转子。分液盖固定在高速电主轴尾部，入流端口与环形入流分配道相对转动但时刻连接，出流端口与环形出流集合道相对转动但时刻连接。为入流均匀与及时收集冷却液，分液端盖分别连接4条进液管与4条出液管，进液管连接进液4路分配器，出液管连接回液4路收集器，分配器与收集器间连接冷却液冷却装置。
本发明的有益效果是：
1.本发明提出的高速电主轴轴芯冷却结构与系统，从根本上降低了电主轴轴芯的热膨胀所引发的加工精度误差；
2.在控制温升的前提下，可以更进一步提高主轴的转速，使机床的加工效率更高；
3.也有效缓解电主轴定子、轴承的散热问题及轴芯热膨胀导致的使用寿命降低的问题。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明
附图1：高速电主轴轴芯冷却结构与系统；
附图2：高速电主轴轴芯冷却结构与系统所用分液盖剖面图；
图中：1、冷却液冷却系统，2、4路分配器，3、4路收集器，4、进液管，5、出液管，6、出液口，7、出流集合道，8、轴芯冷却管回液部分，9、高速电主轴轴芯，10、轴芯冷却管进液冷却部分，11、环形入流分配道，12、进液口，13、分液盖。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
本发明的结构组成如图1和图2所示。高速电主轴轴芯冷却结构与系统由冷却液冷却系统（1），4路分配器（2），4路收集器（3），进液管（4），出液管（5），出液口（6），出流集合道（7），轴芯冷却管回液部分（8），高速电主轴轴芯（9），轴芯冷却管进液冷却部分（10），环形入流分配道（11），进液口（12），分液盖（13）组成。
高速电主轴轴芯（9）上布置4个U形冷却管，轴芯冷却管进液冷却部分（10）按照轴芯形状布置，贴近前后轴承及电机转子，有利于对轴承及转子的散热，分液盖（13）固定在高速电主轴尾部，入流端口与环形入流分配道（11）相对转动但时刻连接，出流端口与环形出流集合道（7）相对转动但时刻连接。为入流均匀与及时收集冷却液，分液盖（13）分别连接4条进液管（4）与4条出液管（5），进液管（4）连接进液4路分配器（2），出液管（5）连接回液4路收集器（3），分配器（2）与收集器（3）间连接冷却液冷却装置（1）。
本发明工作过程如下：
由4路分配器（2）提供冷却液，经4根进液管（4）传输，经过进液口（12）、环形入流分配道（11），进入U形冷却管，冷却液流经轴芯冷却管进液冷却部分（10），对轴芯进行冷却，进而冷却轴承及定子部分，再经流轴芯冷却管回液部分（8）、冷却液回到出流集合道（7），出液管（5）链接在出液口（6）上，经过4根出液管（5）回流到4路收集器（3），最后冷却液流到冷却液冷却系统（1）进行冷却，再次利用，工作循环完成。

Claims (3)

1.一种高速电主轴附加冷却系统，由冷却液冷却系统，4路分配器，4路收集器，进液管，出液管，出液口，出流集合道，轴芯冷却管回液部分，高速电主轴轴芯，轴芯冷却管进液冷却部分，环形入流分配道，进液口，分液盖组成；其特征在于：高速电主轴轴芯上布置4个U形冷却管，轴芯冷却管进液冷却部分按照轴芯形状布置，贴近前后轴承及电机转子，有利于对轴承及转子的散热，分液盖固定在高速电主轴尾部，入流端口与环形入流分配道相对转动但时刻连接，出流端口与环形出流集合道相对转动但时刻连接。
2.为入流均匀与及时收集冷却液，分液盖分别连接4条进液管与4条出液管，进液管连接进液4路分配器，出液管连接回液4路收集器，分配器与收集器间连接冷却液冷却装置。
3.由4路分配器提供冷却液，经4根进液管传输，经过进液口、环形入流分配道，进入U形冷却管，冷却液流经轴芯冷却管进液冷却部分，对轴芯进行冷却，进而冷却轴承及定子部分，再经流轴芯冷却管回液部分、冷却液回到出流集合道，出液管链接在出液口上，经过4根出液管回流到4路收集器，最后冷却液流到冷却液冷却系统进行冷却，再次利用，工作循环完成。
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