CN108788194A - 一种冷却装置及电主轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却装置及电主轴，该冷却装置包括座体，该座体内开设有进液通道、出液通道以及气体通道，进液通道、出液通道以及气体通道均与电主轴的内部连通；座体内设置有滑动体，滑动体开设有气体通过孔以及液体通过孔，气体通过孔的一端适于与气源连通，液体通过孔的一端适于与冷却液源连通，滑动体可相对座体滑动，使气体通过孔的另一端与气体通道连通或使液体通过孔的另一端与进液通道连通。该冷却装置能够对电主轴进行冷却，并能及时将电主轴内部残留的冷却液排除干净。

Description

一种冷却装置及电主轴

技术领域

本发明涉及电主轴冷却技术领域，尤其涉及一种冷却装置及电主轴。

背景技术

电主轴是一种高速旋转机构，配合刀具对金属、塑料、石墨等材质进行切削、磨削加工，现有的电主轴内安装有气缸、铝水套、轴承座、轴承、定子、轴芯、转子、上下轴承锁紧螺母等零部件。随着零件加工精度、硬度等要求的不断提高，对电主轴功率等性能要求也在不断地提高，因此电主轴工作状态下产生的热量也在不断增加。

目前，市面上大多数电主轴是采用铝水套通入冷却液进行冷却。但是，由于现有的铝水套并没有促进排除电主轴内的残留的冷却液的结构，使用铝水套对电主轴进行冷却时，电主轴的循环冷却水道内会积累大量的冷却液。当电主轴需要拆卸或者装配时，如果不能及时地把积累在电主轴内部的冷却液排除，冷却液会泄露，可能会造成电机短路，或者造成轴承等零件进水，对电主轴造成伤害，降低电主轴的使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种冷却装置，该冷却装置能够对电主轴进行冷却，并能及时将电主轴内部的残留的冷却液排除干净，提高了电主轴的使用寿命。

本发明的目的之二在于提供一种电主轴，该电主轴应用有上述的冷却装置，能够及时将内部残留的冷却液排除干净，使用寿命长。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种冷却装置，包括座体，所述座体内开设有进液通道、出液通道以及气体通道，所述进液通道、出液通道以及气体通道均与电主轴的内部连通；所述座体内设置有滑动体，所述滑动体开设有气体通过孔以及液体通过孔，所述气体通过孔的一端适于与气源连通，所述液体通过孔的一端适于与冷却液源连通，所述滑动体可相对所述座体滑动，使所述气体通过孔的另一端与所述气体通道连通或使所述液体通过孔的另一端与所述进液通道连通。

进一步地，所述座体一体成型。

进一步地，所述滑动体由气源或冷却液源驱动。

进一步地，所述滑动体沿其滑动方向开设有进气盲孔以及进液盲孔，所述进气盲孔与进液盲孔不连通，所述进气盲孔的一端与所述气体通过孔连通，所述进气盲孔的另一端与所述气源连通，所述进液盲孔的一端与所述液体通过孔连通，所述进液盲孔的另一端与所述冷却液源连通。

进一步地，所述座体包括第一封水座、隔圈以及第二封水座，所述隔圈安装在所述第一封水座上，所述第二封水座安装在所述隔圈上，所述气体通道设置在所述第二封水座内，所述进液通道设置在所述第一封水座内。

进一步地，所述第一封水座开设有第一导向盲孔以及通液槽，所述通液槽适于与所述第一导向盲孔连通，所述通液槽远离所述第一导向盲孔的一端开设有第一通过孔，所述第一通过孔贯穿所述第一封水座并与电主轴的内部连通，所述第一导向盲孔适于与所述滑动体的第一端配合，所述液体通过孔适于与所述通液槽连通，所述通液槽以及所述第一通过孔形成所述进液通道。

进一步地，所述隔圈开设有导向通孔，所述导向通孔适于供所述滑动体的第二端穿设过。

进一步地，所述第二封水座开设有第二导向盲孔以及通气槽，所述气体通道为所述通气槽，所述通气槽适于与所述第二导向盲孔连通，所述第二导向盲孔适于与所述滑动体的第二端配合，所述气体通过孔适于与所述通气槽连通，所述隔圈还开设有第二通过孔，所述第二通过孔贯穿所述隔圈，所述第二通过孔的一端与所述第一通过孔连通，所述第二通过孔的另一端与所述通气槽连通，使所述气源进入电主轴内部的最终路径与所述冷却液源进入电主轴内部的最终路径一致。

进一步地，所述隔圈的导向通孔内开设有导向槽，所述导向槽的两端分别沿所述第一封水座以及所述第二封水座延伸，所述滑动体上配置有键，所述键适于与所述导向槽配合。

进一步地，所述第二封水座开设有观测孔，所述观测孔适于与所述第二导向盲孔连通，所述观测孔沿所述第二导向盲孔的内壁面延伸至所述第二封水座的外壁面。

进一步地，所述第一通过孔与所述第二通过孔之间设置有第一密封件，所述第一导向盲孔以及所述第二导向盲孔的底部均设置有第二密封件，各所述第二密封件分别与所述滑动体的第一端以及第二端连接。

进一步地，所述座体呈环形，所述座体具有缺口。

进一步地，所述座体上开设有除尘进气孔，所述除尘进气孔适于与电主轴的内部连通。

进一步地，所述座体上设置有进液接头以及进气接头，所述进液接头适于与所述进液盲孔连通，所述进气接头适于与所述进气盲孔连通。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种电主轴，包括上述的冷却装置，上述的冷却装置安装在电主轴上。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、对电主轴进行冷却时，使滑动体相对于座体滑动，滑动到位时，滑动体上的液体通过孔与进液通道连通，此时往液体通过孔中通入冷却液源，冷却液源依次沿由液体通过孔以及进液通道形成的流体通道通入电主轴的内部，对电主轴进行冷却，冷却完毕后，冷却液源将沿出液通道流出，完成对电主轴的冷却。

2、对电主轴进行排除残留的冷却液源时，使滑动体相对于座体滑动，滑动到位时，液体通过孔与进液通道相断，滑动体上的气体通过孔与气体通道连通，此时往气体通过孔中通入气源，气源依次沿由气体通过孔以及气体通道形成的进气通道进入电主轴内部，气源沿与冷却液源进入电主轴的内部的一致的路径通入电主轴的内部，通入的气源迫使残留在电主轴内部的冷却液源沿出液通道流出电主轴外，实现将电主轴内部的残留冷却液源及时排除，提高了电主轴的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的一种冷却装置的结构示意图；

图2为图1所示的冷却装置的分解图；

图3为图2所示的冷却装置中的第一封水座的结构示意图；

图4为图2所示的冷却装置中的隔圈的结构示意图；

图5为图2所示的冷却装置中的滑动体的结构示意图；

图6为图5所示的滑动体的剖视图；

图7为图2所示的冷却装置中的第二封水座的结构示意图；

图8为图1所示的冷却装置安装在电主轴上的示意图。

图中：1、第一封水座；11、第一导向盲孔；12、通液槽；13、第一通过孔；14、第一出液孔；15、第一螺纹孔；16、进液通孔；17、第二连接螺栓；2、隔圈；21、导向通孔；22、第二通过孔；23、第二出液孔；24、导向槽；25、除尘进气孔；3、第二封水座；31、第二导向盲孔；32、通气槽；33、第三出液孔；34、第二密封件；35、第二螺纹孔；36、第一连接螺栓；37、观测孔；4、滑动体；41、进气盲孔；42、气体通过孔；43、进液盲孔；44、液体通过孔；45、键；5、进气接头；6、进液接头；7、出液接头；8、除尘进气接头；9、电主轴；91、动平衡工装位。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

参见图1-图2，示出了本发明实施例提供的一种冷却装置，该冷却装置包括座体，该座体内开设有进液通道、出液通道以及气体通道。其中，进液通道、出液通道以及气体通道均与电主轴9的内部连通。该座体内设置有滑动体4，参见图5-图6可以看出，该滑动体4开设有气体通过孔42以及液体通过孔44，气体通过孔42的一端适于与气源连通，液体通过孔44的一端适于与冷却液源连通，滑动体4可相对于座体滑动，使气体通过孔42的另一端与气体通道连通或使液体通过孔44的另一端与进液通道连通，进而使得本冷却装置能够在通入气源与通入冷却液源之间进行切换。滑动体4优选地由气源或冷却液源驱动，使滑动体4相对于座体滑动。可以理解，在本发明的实施例中，气源可为气体，冷却液源可为冷却液。

参见图5-图6可以看出，滑动体4呈圆柱形，气体通过孔42以及液体通过孔44开设在滑动体4的径向。参见图6可以看出，滑动体4沿其滑动方向还开设有进气盲孔41以及进液盲孔43，具体到本实施例当中，进气盲孔41以及进液盲孔43均开设在滑动体4的轴向上。另外，进气盲孔41与进液盲孔43不连通，并且进气盲孔41以及进液盲孔43分别设置在滑动体4的两端，进气盲孔41的一端适于与气体通过孔42连通，进气盲孔41的另一端适于与气体连通，进液盲孔43的一端与液体通过孔44连通，进液盲孔43的另一端适于与冷却液连通。通过在滑动体4沿其滑动方向上开设进气盲孔41以及进液盲孔43，并且使进气盲孔41与进液盲孔43不连通，使得在进气盲孔41中通入气体或在进液盲孔43通入冷却液时，滑动体4能够在气体对进气盲孔41做功产生的反作用力下或者冷却液对进液盲孔43做功产生的反作用力下相对于座体滑动。

本发明实施例提供的冷却装置，对电主轴9进行冷却时，通过往进气盲孔41中通入一定压强的气体，气体对进气盲孔41做功产生的反作用力推动滑动体4相对于座体滑动，滑动到位时，滑动体4上的液体通过孔44与进液通道连通，此时往进液盲孔43中通入冷却液，冷却液依次沿由进液盲孔43、液体通过孔44以及进液通道形成的流体通道流入电主轴9的内部，对电主轴9进行冷却，冷却完毕后，冷却液将沿出液通道流出，完成对电主轴9的冷却。

对电主轴9进行排除残留的冷却液时，往进液盲孔43中通入一定压强的冷却液，使冷却液进入进液盲孔43，冷却液对进液盲孔43做功产生的反作用力推动滑动体4相对于座体滑动，滑动到位时，液体通过孔44与进液通道相断，滑动体4上的气体通过孔42与气体通道连通，此时往进气盲孔41中通入气体，气体依次沿由进气盲孔41、气体通过孔42以及气体通道形成的进气通道进入电主轴9内部，气体沿与冷却液进入电主轴9的内部的一致的路径流入电主轴9的内部，通入的气体迫使残留在电主轴9内部的冷却液沿出液通道流出电主轴9外，实现将电主轴9内部的残留冷却液及时排除，提高了电主轴9的使用寿命。

优选地，为便于本冷却装置的拆装，上述座体可一体成型。

当然，为便于加工气体通道以及进液通道，降低加工难度，上述座体也可优选地包括第一封水座1、隔圈2以及第二封水座3。其中，隔圈2安装在第一封水座1上，第二封水座3安装在隔圈2上，气体通道设置在第二封水座3内，进液通道设置在第一封水座1内。

参见图3可以看出，第一封水座1开设有第一导向盲孔11以及通液槽12，该通液槽12适于与第一导向盲孔11连通，通液槽12远离第一导向盲孔11的一端开设有第一通过孔13，该第一通过孔13贯穿第一封水座1并与电主轴9的内部连通，第一导向盲孔11适于与滑动体4的第一端配合，液体通过孔44适于与通液槽12连通。可以理解，通液槽12以及第一通过孔13形成进液通道。

参见图4可以看出，隔圈2开设有导向通孔21以及第二通过孔22，导向通孔21适于供滑动体4的第二端穿设过，第二通过孔22适于与第一通过孔13连通。

参见图7可以看出，第二封水座3开设有第二导向盲孔31以及通气槽32，上述气体通道为该通气槽32，该通气槽32适于与第二导向盲孔31连通，第二导向盲孔31适于与滑动体4的第二端配合，滑动体4滑动到位时，气体通过孔42适于与通气槽32连通，具体到本实施例当中，隔圈2的第二通过孔22贯穿隔圈2，该第二通过孔22的一端与第一通过孔13连通，该第二通过孔22的另一端与通气槽32连通，使气源进入电主轴9内部的最终路径与冷却液源进入电主轴9内部的最终路径一致。可以理解，气体通道可通过第一通过孔13以及第二通过孔22与进液通道汇合，使气体通入电主轴9内部的路径与冷却液通过电主轴9内部的路径一致，保证将电主轴9内部残留的冷却液排除干净，提高电主轴9的使用寿命。

由图2可以看出，第二封水座3上开设有第二螺纹孔35，隔圈2以及第一封水座1分别与第二螺纹孔35在第二封水座3对应的位置上均开设有第三螺纹孔，第一连接螺栓36依次穿设过第二螺纹孔35以及相对应的第三螺纹孔以将第二封水座3、隔圈2以及第一封水座1固定在一起形成本冷却装置。由图3可以看出，第一封水座1上开设有第一螺纹孔15，使用第二连接螺栓17穿设过第一螺纹孔15，且第一连接螺栓36的螺纹端与电主轴9的壳体上的螺纹孔连接，以将本冷却装置固定在电主轴9上，便于对电主轴9进行冷却以及及时排除残留在电主轴9内部的冷却液。另外，滑动体4适于沿第一导向盲孔11与第二导向盲孔31之间滑动，以使本冷却装置能够在通冷却液与通气的状态之间进行切换。

参见图4，优选地，隔圈2的导向通孔21内开设有导向槽24，该导向槽24的两端分别沿第一封水座1以及第二封水座3的方向延伸，滑动体4上配置有键45，键45适于与导向槽24配合。通过设置键45与导向槽24配合，实现限制滑动体4的周向转动，以保证气体通过孔42与气体通道连通或者相断，或保证液体通过孔44与进液通道连通或者相断，进而保证气体或冷却液能顺畅通入电主轴9内部，实现对电主轴9的有效冷却及有效排除电主轴9内部残留的冷却液。

优选地，第二封水座3开设有观测孔37，该观测孔37适于与第二导向盲孔31连通，该观测孔37沿第二导向盲孔31的内壁面延伸至第二封水座3的外壁面。对电主轴9进行冷却时，可通过观测孔37查看能否看见滑动体4，如果没有见到滑动体4，表明此时是处于通冷却液的状态，如果能看见滑动体4，表明此时处于通冷却液的异常状态，通过设置观测孔37，能及时排除通冷却液的异常情况，保证对电主轴9进行有效的冷却。此外，处于通气状态时，可将手指靠近观测孔37感知是否有气体喷出，判断是否处于通气状态，能及时排除异常情况的发生。

优选地，为避免气体或冷却液的泄漏，第一通过孔13与第二通过孔22之间设置有第一密封件，第一导向盲孔11以及第二导向盲孔31的底部均设置有第二密封件34，各第二密封件34分别与滑动体4的第一端以及第二端连接。第一密封件以及第二密封件34可为密封圈。

优选地，座体呈环形，座体具有缺口。安装时，可以通过该座体上的缺口使本冷却装置避开电主轴9的动平衡工装位91(也即是轴承锁紧螺母)，也即不会遮挡电主轴9的动平衡工装位91，无须将本冷却装置拆卸下来即可对电主轴9进行动平衡，方便快捷，提高了工作效率；另外，因无须将本冷却装置拆卸下来即可对电主轴9进行动平衡操作，因此使用本冷却装置对电主轴9进行冷却能够准确找出电主轴9的不平衡位置，保证电主轴9能够进行有效的动平衡，因此能够提高电主轴9的工作精度。参见图8可以看出，该座体呈非封闭环形，以便为后期的动平衡提供更大的工作空间，便于动平衡。具体到本实施例当中，第一封水座1、隔圈2以及第二封水座3均呈非封闭环形结构。另外，第一封水座1、隔圈2以及第二封水座3均采用铝质材料制造而成，避免锈蚀，提高本冷却装置的使用寿命。

优选地，座体上开设有除尘进气孔25，该除尘进气孔25适于与电主轴9的内部连通。从该除尘进气孔25通过的气体用于对电主轴9的内部进行除尘，以将电主轴9内部的切屑或者其他杂质清除，提高电主轴9的加工精度。另外，该除尘进气孔25上连接有除尘进气接头8，以便于与外部的进气管连接，便于提供气源。除尘进气孔25依次贯穿第一封水座1、隔圈2以及第二封水座3，以便于与电主轴9的内部连通。

优选地，座体上设置有进液接头6以及进气接头5，进液接头6适于与进液盲孔43连通，进气接头5适于与进气盲孔41连通。其中，进液接头6适于与冷却液源连接，进气接头5适于与气源连接。具体地，进液接头6配置在第一封水座1上，进液接头6配置在第二封水座3上。具体参见图3，第一封水座1上还开设有进液通孔16，该进液通孔16的内端与第二导向盲孔31连通，以使得进液通孔16的内端与进液盲孔43相通，进液通孔16的外端与进液接头6相通，以便于冷却液源通入。

本冷却装置的出液通道便于使冷却液及气体由电主轴9的内部通往外部，该出液通道适于与出液接头7连接，以便于将外部的出水管与出水接头连接，便于将冷却液沿外部的出水管排出。具体参见图2，该出液通道包括第一出液孔14、第二出液孔23以及第三出液孔33，其中，第一出液孔14开设在第一封水座1上，第二出液孔23开设在隔圈2上，第三出液孔33开设在第二封水座3上。第一出液孔14、第二出液孔23以及第三出液孔33的位置一一对应，第一出液孔14与第二出液孔23之间以及第二出液孔23与第三出液孔33之间均设置有密封圈，以避免冷却液或气体泄漏。

本发明实施例提供的一种电主轴9应用有上述的冷却装置，该冷却装置安装在电主轴9的壳体上。通过将冷却装置安装在电主轴9的壳体上，对电主轴9进行冷却并使电主轴9能够及时将内部残留的冷却液排除干净，使用寿命长。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种冷却装置，其特征在于，包括座体，所述座体内开设有进液通道、出液通道以及气体通道，所述进液通道、出液通道以及气体通道均与电主轴的内部连通；所述座体内设置有滑动体，所述滑动体开设有气体通过孔以及液体通过孔，所述气体通过孔的一端适于与气源连通，所述液体通过孔的一端适于与冷却液源连通，所述滑动体可相对所述座体滑动，使所述气体通过孔的另一端与所述气体通道连通或使所述液体通过孔的另一端与所述进液通道连通。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述座体一体成型。

3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述滑动体由气源或冷却液源驱动。

4.如权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述滑动体沿其滑动方向开设有进气盲孔以及进液盲孔，所述进气盲孔与进液盲孔不连通，所述进气盲孔的一端与所述气体通过孔连通，所述进气盲孔的另一端与所述气源连通，所述进液盲孔的一端与所述液体通过孔连通，所述进液盲孔的另一端与所述冷却液源连通。

5.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述座体包括第一封水座、隔圈以及第二封水座，所述隔圈安装在所述第一封水座上，所述第二封水座安装在所述隔圈上，所述气体通道设置在所述第二封水座内，所述进液通道设置在所述第一封水座内。

6.如权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述第一封水座开设有第一导向盲孔以及通液槽，所述通液槽适于与所述第一导向盲孔连通，所述通液槽远离所述第一导向盲孔的一端开设有第一通过孔，所述第一通过孔贯穿所述第一封水座并与电主轴的内部连通，所述第一导向盲孔适于与所述滑动体的第一端配合，所述液体通过孔适于与所述通液槽连通，所述通液槽以及所述第一通过孔形成所述进液通道。

7.如权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，所述隔圈开设有导向通孔，所述导向通孔适于供所述滑动体的第二端穿设过。

8.如权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述第二封水座开设有第二导向盲孔以及通气槽，所述气体通道为所述通气槽，所述通气槽适于与所述第二导向盲孔连通，所述第二导向盲孔适于与所述滑动体的第二端配合，所述气体通过孔适于与所述通气槽连通，所述隔圈还开设有第二通过孔，所述第二通过孔贯穿所述隔圈，所述第二通过孔的一端与所述第一通过孔连通，所述第二通过孔的另一端与所述通气槽连通，使所述气源进入电主轴内部的最终路径与所述冷却液源进入电主轴内部的最终路径一致。

9.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述座体呈环形，所述座体具有缺口。

10.一种电主轴，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的冷却装置，所述冷却装置安装在所述电主轴上。