CN108942398A - 一种电主轴冷却机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电主轴冷却机构，其包括有钢筒，钢筒的前端固定有前轴承座，前轴承座内设有前轴承组件，钢筒的后端固定有后轴承座，后轴承座内设有后轴承组件，后轴承座的后端固定有背盖，背盖的后端固定有气缸，气缸的后端设有入液接头和出液接头，气缸的缸体侧壁内开设有缸体入液通道和缸体出液通道，背盖的侧壁内开设有背盖入液通道和背盖出液通道，后轴承座的侧壁内开设有中间入液通道和中间出液通道，钢筒的侧壁内开设有钢筒入液通道和钢筒出液通道，前轴承座内开设有前轴承冷却通道，钢筒内固定有水套，水套内开设有水套冷却通道。本发明采用由前至后依次冷却的方式提高电主轴的冷却效率，同时结构简单、易于实现。

Description

一种电主轴冷却机构
技术领域
本发明涉及电主轴，尤其涉及一种电主轴冷却机构。
背景技术
高速电主轴是单元实现高速切削的关键部位，高速电主轴单元为内装式电动机，内装式电机的功率损耗、发热以及轴承的摩擦发热不可忽视，在高速加工中，电主轴的热变形造成的加工误差达到工件总误差的60％-80％。为高速电主轴及时有效的冷却以减少热温升和热变形，对于高速基础来说尤其重要，电主轴过热往往会损坏零部件和工件的加工误差，影响电主轴寿命。目前，电主轴一般采用先冷却后轴承座，然后冷却定子、转子组件，最后进入前轴承座冷却，然后排出的方式，前轴承座作为与刀具最近的零件，冷却在最后，所能到达的冷却效果都不是很好，同时经过多个环节，结构复杂，经过主轴内部，有可能因为泄露，从而影响主轴的内部零件。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种采用由前至后依次冷却的方式提高电主轴的冷却效率，同时结构简单、易于实现的电主轴冷却机构。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种电主轴冷却机构，其包括有钢筒，所述钢筒的前端固定有前轴承座，所述前轴承座内设有前轴承组件，所述钢筒的后端固定有后轴承座，所述后轴承座内设有后轴承组件，所述后轴承座的后端固定有背盖，所述背盖的后端固定有气缸，所述气缸的后端设有入液接头和出液接头，所述气缸的缸体侧壁内开设有缸体入液通道和缸体出液通道，所述背盖的侧壁内开设有背盖入液通道和背盖出液通道，所述后轴承座的侧壁内开设有中间入液通道和中间出液通道，所述钢筒的侧壁内开设有钢筒入液通道和钢筒出液通道，所述前轴承座内开设有前轴承冷却通道，所述钢筒内固定有水套，所述水套内开设有水套冷却通道，所述入液接头、缸体入液通道、背盖入液通道、中间入液通道、钢筒入液通道、前轴承冷却通道、水套冷却通道、钢筒出液通道、中间出液通道、背盖出液通道、缸体出液通道和出液接头依次连通，当所述入液接头输入冷却液时，冷却液先传输至前轴承座，以令所述电主轴由前向后依次冷却。
优选地，所述前轴承冷却通道是开设于前轴承座外侧壁的狭槽，所述前轴承座插设于所述钢筒内，且所述钢筒的内壁覆盖于所述前轴承冷却通道。
优选地，所述前轴承冷却通道呈螺旋形环绕于所述前轴承座。
优选地，所述水套冷却通道是开设于所述水套外侧壁的狭槽，所述钢筒的内壁覆盖于所述水套冷却通道。
优选地，所述水套冷却通道呈螺旋形环绕于所述水套。
优选地，所述钢筒出液通道为“L”形通道，所述钢筒出液通道的一端开口位于所述钢筒的内壁，所述钢筒出液通道的另一端开口位于所述钢筒的后端面。
优选地，所述钢筒内开设有“コ”形通道，所述“コ”形通道的两端分别连通于前轴承冷却通道和水套冷却通道。
优选地，所述后轴承座与背盖之间固定有过渡板，所述过渡板上对应中间入液通道和中间出液通道为分别开设有过渡板通孔。
优选地，所述水套内固定有定子，所述定子内穿设有转子，所述转子的两端分别穿过前轴承组件和后轴承组件。
优选地，所述转子呈中空状，且所述转子内穿设有拉杆，所述拉杆的前端连接有刀柄，所述拉杆的后端延伸至所述背盖内，且所述拉杆的后端与所述气缸的活塞杆相连接。
本发明公开的电主轴冷却机构中，所述入液接头和出液接头用于连接冷却液循环设备，当入液接头输入冷却液时，冷却液依次经过缸体入液通道、背盖入液通道、中间入液通道、钢筒入液通道、前轴承冷却通道、水套冷却通道、钢筒出液通道、中间出液通道、背盖出液通道和缸体出液通道进行输送，其中，冷却液通过直通的缸体入液通道、背盖入液通道、中间入液通道和钢筒入液通道优先传输至前轴承冷却通道，进而优先对前轴承座以及其内侧发热量较大的前轴承组件冷却降温，之后再对后端的转子等处进行冷却，基于上述结构特性，使得本发明的冷却顺序更加合理，相比现有技术而言，本发明采用由前至后依次冷却的方式来提高电主轴的冷却效率，大大提高了电主轴的整体性能，此外，本发明结构简单、易于实现，适合在电主轴领域推广应用，并具有较好的应用前景。
附图说明
图1为电主轴的剖视图。
图2为图1的局部放大图一。
图3为图1的局部放大图二。
图4为前轴承座的结构图。
图5为水套的结构图。
图6为水套的剖视图。
图7为钢筒的结构图。
图8为钢筒的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种电主轴冷却机构，结合图1至图8所示，其包括有钢筒1，所述钢筒1的前端固定有前轴承座2，所述前轴承座2内设有前轴承组件20，所述钢筒1的后端固定有后轴承座3，所述后轴承座3内设有后轴承组件30，所述后轴承座3的后端固定有背盖4，所述背盖4的后端固定有气缸5，所述气缸5的后端设有入液接头6和出液接头7，所述气缸5的缸体侧壁内开设有缸体入液通道50和缸体出液通道51，所述背盖4的侧壁内开设有背盖入液通道40和背盖出液通道41，所述后轴承座3的侧壁内开设有中间入液通道30和中间出液通道31，所述钢筒1的侧壁内开设有钢筒入液通道10和钢筒出液通道11，所述前轴承座2内开设有前轴承冷却通道21，所述钢筒1内固定有水套8，所述水套8内开设有水套冷却通道80，所述入液接头6、缸体入液通道50、背盖入液通道40、中间入液通道30、钢筒入液通道10、前轴承冷却通道21、水套冷却通道80、钢筒出液通道11、中间出液通道31、背盖出液通道41、缸体出液通道51和出液接头7依次连通，当所述入液接头6输入冷却液时，冷却液先传输至前轴承座2，以令所述电主轴由前向后依次冷却。
上述电主轴冷却机构中，所述入液接头6和出液接头7用于连接冷却液循环设备，当入液接头6输入冷却液时，冷却液依次经过缸体入液通道50、背盖入液通道40、中间入液通道30、钢筒入液通道10、前轴承冷却通道21、水套冷却通道80、钢筒出液通道11、中间出液通道31、背盖出液通道41和缸体出液通道51进行输送，其中，冷却液通过直通的缸体入液通道50、背盖入液通道40、中间入液通道30和钢筒入液通道10优先传输至前轴承冷却通道21，进而优先对前轴承座2以及其内侧发热量较大的前轴承组件20冷却降温，之后再对后端的转子等处进行冷却，基于上述结构特性，使得本发明的冷却顺序更加合理，相比现有技术而言，本发明采用由前至后依次冷却的方式来提高电主轴的冷却效率，大大提高了电主轴的整体性能，此外，本发明结构简单、易于实现，适合在电主轴领域推广应用，并具有较好的应用前景。
本实施例中，请参照图4，所述前轴承冷却通道21是开设于前轴承座2外侧壁的狭槽，所述前轴承座2插设于所述钢筒1内，且所述钢筒1的内壁覆盖于所述前轴承冷却通道21。
进一步地，所述前轴承冷却通道21呈螺旋形环绕于所述前轴承座2。
作为一种优选方式，请参照图5和图6，所述水套冷却通道80是开设于所述水套8外侧壁的狭槽，所述钢筒1的内壁覆盖于所述水套冷却通道80。
进一步地，所述水套冷却通道80呈螺旋形环绕于所述水套8。
本实施例中的前轴承冷却通道21和水套冷却通道80优选采用螺旋形方式进行开槽，扩大了冷却通道所覆盖的区域，进而提高热交换能力，使得冷却效率得以加强。
本实施例中，为了更好地连接前后两侧的冷却通道，结合图7和图8所示，所述钢筒出液通道11为“L”形通道，所述钢筒出液通道11的一端开口位于所述钢筒1的内壁，所述钢筒出液通道11的另一端开口位于所述钢筒1的后端面。
类似地，所述钢筒1内开设有“コ”形通道12，所述“コ”形通道12的两端分别连通于前轴承冷却通道21和水套冷却通道80。
结合图1和图3所示，关于电主轴的其他优选结构，本实施例中，所述后轴承座3与背盖4之间固定有过渡板9，所述过渡板9上对应中间入液通道30和中间出液通道31为分别开设有过渡板通孔90。
作为一种优选方式，所述水套8内固定有定子13，所述定子13内穿设有转子14，所述转子14的两端分别穿过前轴承组件20和后轴承组件30。
进一步地，所述转子14呈中空状，且所述转子14内穿设有拉杆15，所述拉杆15的前端连接有刀柄16，所述拉杆15的后端延伸至所述背盖4内，且所述拉杆15的后端与所述气缸5的活塞杆52相连接。
本发明公开的电主轴冷却机构中，冷却通道直接通过气缸组件、钢筒，优先的给前轴承座冷却，前轴承座采用S型的冷却通道，散热均匀、有效。水套和缸筒形成第一冷却通道，水套内部直接与定子、转子组件接触，减少中间部件，使得冷却过程更加直接，同时水套外圆采用螺旋S型冷却通道，且布满水套的首尾，然后经过前轴承座、过渡板、气缸组件排出，此冷却系统结构简单，直接冷却发热源，使得冷却更加有效、直观，且通过增设O型圈、胀孔销钉等结构，可使得整套冷却通道形成密封的通道，防止冷却液进入主轴其他部分，以防止冷却液对主轴造成损害。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种电主轴冷却机构，其特征在于，包括有钢筒(1)，所述钢筒(1)的前端固定有前轴承座(2)，所述前轴承座(2)内设有前轴承组件(20)，所述钢筒(1)的后端固定有后轴承座(3)，所述后轴承座(3)内设有后轴承组件(30)，所述后轴承座(3)的后端固定有背盖(4)，所述背盖(4)的后端固定有气缸(5)，所述气缸(5)的后端设有入液接头(6)和出液接头(7)，所述气缸(5)的缸体侧壁内开设有缸体入液通道(50)和缸体出液通道(51)，所述背盖(4)的侧壁内开设有背盖入液通道(40)和背盖出液通道(41)，所述后轴承座(3)的侧壁内开设有中间入液通道(30)和中间出液通道(31)，所述钢筒(1)的侧壁内开设有钢筒入液通道(10)和钢筒出液通道(11)，所述前轴承座(2)内开设有前轴承冷却通道(21)，所述钢筒(1)内固定有水套(8)，所述水套(8)内开设有水套冷却通道(80)，所述入液接头(6)、缸体入液通道(50)、背盖入液通道(40)、中间入液通道(30)、钢筒入液通道(10)、前轴承冷却通道(21)、水套冷却通道(80)、钢筒出液通道(11)、中间出液通道(31)、背盖出液通道(41)、缸体出液通道(51)和出液接头(7)依次连通，当所述入液接头(6)输入冷却液时，冷却液先传输至前轴承座(2)，以令所述电主轴由前向后依次冷却。
2.如权利要求1所述的电主轴冷却机构，其特征在于，所述前轴承冷却通道(21)是开设于前轴承座(2)外侧壁的狭槽，所述前轴承座(2)插设于所述钢筒(1)内，且所述钢筒(1)的内壁覆盖于所述前轴承冷却通道(21)。
3.如权利要求2所述的电主轴冷却机构，其特征在于，所述前轴承冷却通道(21)呈螺旋形环绕于所述前轴承座(2)。
4.如权利要求1所述的电主轴冷却机构，其特征在于，所述水套冷却通道(80)是开设于所述水套(8)外侧壁的狭槽，所述钢筒(1)的内壁覆盖于所述水套冷却通道(80)。
5.如权利要求4所述的电主轴冷却机构，其特征在于，所述水套冷却通道(80)呈螺旋形环绕于所述水套(8)。
6.如权利要求1所述的电主轴冷却机构，其特征在于，所述钢筒出液通道(11)为“L”形通道，所述钢筒出液通道(11)的一端开口位于所述钢筒(1)的内壁，所述钢筒出液通道(11)的另一端开口位于所述钢筒(1)的后端面。
7.如权利要求1所述的电主轴冷却机构，其特征在于，所述钢筒(1)内开设有“コ”形通道(12)，所述“コ”形通道(12)的两端分别连通于前轴承冷却通道(21)和水套冷却通道(80)。
8.如权利要求1所述的电主轴冷却机构，其特征在于，所述后轴承座(3)与背盖(4)之间固定有过渡板(9)，所述过渡板(9)上对应中间入液通道(30)和中间出液通道(31)为分别开设有过渡板通孔(90)。
9.如权利要求1所述的电主轴冷却机构，其特征在于，所述水套(8)内固定有定子(13)，所述定子(13)内穿设有转子(14)，所述转子(14)的两端分别穿过前轴承组件(20)和后轴承组件(30)。
10.如权利要求9所述的电主轴冷却机构，其特征在于，所述转子(14)呈中空状，且所述转子(14)内穿设有拉杆(15)，所述拉杆(15)的前端连接有刀柄(16)，所述拉杆(15)的后端延伸至所述背盖(4)内，且所述拉杆(15)的后端与所述气缸(5)的活塞杆(52)相连接。
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