CN109442779B - 主轴机构及具有其的主轴冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种主轴机构及具有其的主轴冷却系统,其中,主轴机构包括:定子内套;定子外套,套设在定子内套的外侧并与定子内套间隔设置,定子外套与定子内套之间构成密闭的容纳腔体;冷却管,冷却管环绕定子内套设置并位于容纳腔体内,以使冷媒流入冷却管内对定子内套进行冷却,以解决现有技术中的冷媒无法直接冷却主轴的问题。
Description
技术领域
本发明涉及冷媒冷却主轴领域,具体而言,涉及一种主轴机构及具有其的主轴冷却系统。
背景技术
目前,对于主轴运转过程中的冷却问题,一般首先采用冷媒对流体介质(水或者油)进行冷却,再利用冷却的流体介质通过循环回路对运转的主轴进行降温,以使主轴温度恒定。
然而,这种冷却系统不但结构复杂,而且主轴内流体介质的泄漏难以检测,泄漏的流体介质常常会对运转的主轴产生致命的损害,此外,由于冷媒汽化难以控制,目前还没有利用冷媒直接对主轴进行冷却的有效技术方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种主轴机构及具有其的主轴冷却系统,以解决现有技术中冷媒无法直接冷却主轴的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种主轴机构,包括:定子内套;定子外套,套设在定子内套的外侧并与定子内套间隔设置,定子外套与定子内套之间构成密闭的容纳腔体;冷却管,冷却管环绕定子内套设置并位于容纳腔体内,以使冷媒流入冷却管内对定子内套进行冷却。
进一步地,冷却管的管体上均匀布置有渗漏孔,冷却管内的冷媒通过渗漏孔渗漏至容纳腔体内,以对定子内套进行降温。
进一步地,冷却管的冷媒出口端为封堵端,以使冷却管内的冷媒通过渗漏孔渗漏至容纳腔体内。
进一步地,主轴机构还包括:冷媒入口管,冷媒入口管与冷却管的冷媒入口端连通,以使冷媒通过冷媒入口管流入至冷却管内;冷媒出口管,冷媒出口管与容纳腔体连通,以使容纳腔体内的冷媒通过冷媒出口管流出。
进一步地,冷媒入口管的管口处设置有第一压强传感器,以检测冷媒入口管端口处的压强。
进一步地,冷媒出口管的管口处设置有第二压强传感器,以检测冷媒出口管的管口处的压强;其中,当第一压强传感器与第二压强传感器呈正比进行变化时,主轴机构正常运行,当第一压强传感器与第二压强传感器为反比进行变化时,主轴机构停止运行。
进一步地,定子内套上安装有温度传感器,用于检测定子内套的温度。
进一步地,主轴机构还包括:凸起部件,凸起部件设置在定子内套的上方,定子外套与凸起部件连接;密封圈,密封圈安装在定子外套与凸起部件的连接处,以对容纳腔体进行密封。
根据本发明的另一方面,提供了一种主轴冷却系统,包括压缩机、冷凝器、储液罐、电子膨胀阀和主轴机构,压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、主轴机构和压缩机依次连接,以构成主轴冷却系统,主轴机构为上述的主轴机构。
进一步地,主轴机构为上述的主轴机构,主轴机构的冷媒出口管与压缩机的进气口连通,压缩机的出气口与冷凝器的进气口通,冷凝器的出口端与储液罐的进液端连通,储液罐的出液端与电子膨胀阀的冷媒入口端连通,电子膨胀阀的冷媒出口端与主轴机构的冷媒入口管连通。
进一步地,主轴机构为上述的主轴机构,主轴冷却系统还包括:控制系统,控制系统与电子膨胀阀连接,以使控制系统控制电子膨胀阀的流量大小;控制系统与温度传感器连接,以使温度传感器将感应到的温度传递至控制系统,以在温度传感器检测到的温度高于预定值时,使控制系统控制电子膨胀阀的冷媒流量增大,以降低定子内套的温度;并在温度传感器检测到的温度低于预定值时,使控制系统控制电子膨胀阀的冷媒流量减小,以升高定子内套的温度。
应用本发明的技术方案,主轴机构包括定子内套、定子外套和冷却管,定子外套套设在定子内套的外侧并与定子内套间隔设置,定子外套与定子内套之间构成密闭的容纳腔体,冷却管环绕定子内套设置并位于容纳腔体内,以使冷媒流入冷却管内对定子内套进行冷却,通过环绕定子内套设置的冷却管,将冷媒直接通入冷却管内,无需利用其他冷却介质,实现对定子内套的周向和径向均匀地降温,解决了现有技术中冷媒无法直接冷却主轴的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的主轴机构的实施例的结构示意图;
图2示出了根据本发明的冷却管的实施例的结构示意图;
图3示出了根据图2的A部分放大图;以及
图4示出了根据本发明的主轴冷却系统的实施例的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、压缩机;2、冷凝器;3、储液罐;4、电子膨胀阀;51、定子外套;52、定子内套;53、冷却管;530、渗漏孔;54、容纳腔体;55、冷媒入口管;56、冷媒出口管;550、第一压强传感器;560、第二压强传感器;57、凸起部件;58、密封圈;7、温度传感器。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供了一种主轴机构,请参考图1至图4,包括定子内套52;定子外套51,套设在定子内套52的外侧并与定子内套52间隔设置,定子外套51与定子内套52之间构成密闭的容纳腔体54;冷却管53,冷却管53环绕定子内套52设置并位于容纳腔体54内,以使冷媒流入冷却管53内对定子内套52进行冷却。
本发明的主轴机构,包括定子内套52、定子外套51和冷却管53,定子外套51套设在定子内套52的外侧并与定子内套52间隔设置,定子外套51与定子内套52之间构成密闭的容纳腔体54,冷却管53环绕定子内套52设置并位于容纳腔体54内,以使冷媒流入冷却管53内对定子内套52进行冷却,通过环绕定子内套52设置的冷却管53,将冷媒直接通入冷却管53内,无需利用其他冷却介质,实现对定子内套52的周向和径向均匀地降温,解决了现有技术中冷媒无法直接冷却主轴的问题。
具体地,如图2和图3所示,冷却管53的管体上均匀布置有渗漏孔530,冷却管53内的冷媒通过渗漏孔530渗漏至容纳腔体54内,以对定子内套52进行降温;冷却管53的冷媒出口端为封堵端,以使冷却管53内的冷媒通过渗漏孔530渗漏至容纳腔体54内;在此,通入冷却管53内的冷媒为低压液态冷媒,由于压强作用,在较短的时间内,低压液态冷媒将充满整个冷却管53,随后低压液态冷媒在自身压力作用下,通过均匀布置的渗漏孔530逐渐地渗入至容纳腔体54内,保证了渗入容纳腔体54内的冷媒是均匀的,保证了定子内套52周向和径向降温的同步性。
在具体实施时,主轴机构还包括:冷媒入口管55,冷媒入口管55与冷却管53的冷媒入口端连通,以使冷媒通过冷媒入口管55流入至冷却管53内;冷媒出口管56,冷媒出口管56与容纳腔体54连通,以使容纳腔体54内的冷媒通过冷媒出口管56流出。
为了便于检测冷媒是否发生泄漏,冷媒入口管55的管口处设置有第一压强传感器550,以检测冷媒入口管55端口处的压强;冷媒出口管56的管口处设置有第二压强传感器560,以检测冷媒出口管56的管口处的压强;其中,当第一压强传感器550与第二压强传感器560呈正比进行变化时,主轴机构正常运行,当第一压强传感器550与第二压强传感器560为反比进行变化时,主轴机构停止运行,工作人员排除故障,保护主轴机构不受损坏。
进一步地,定子内套52上安装有温度传感器7,用于检测定子内套52的温度。
具体地,主轴机构还包括:凸起部件57,凸起部件57设置在定子内套52的上方,定子外套51与凸起部件57连接;密封圈58,密封圈58安装在定子外套51与凸起部件57的连接处,以对容纳腔体54进行密封,防止冷媒在容纳腔体54内发生泄漏。
本发明还提供了一种主轴冷却系统,包括压缩机1、冷凝器2、储液罐3、电子膨胀阀4和主轴机构,压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀4、主轴机构和压缩机1依次连接,以构成主轴冷却系统,其中,主轴机构为上述实施例中的主轴机构。
具体地,如图4所示,主轴机构的冷媒出口管56与压缩机1的进气口连通,压缩机1的出气口与冷凝器2的进气口通,冷凝器2的出口端与储液罐3的进液端连通,储液罐3的出液端与电子膨胀阀4的冷媒入口端连通,电子膨胀阀4的冷媒出口端与主轴机构的冷媒入口管55连通。
本发明中冷媒循环过程包括:压缩机1将低压气态冷媒压缩成高压气态冷媒,高压气态冷媒通过冷凝器2内液化放热,形成高压液态冷媒后,存储至储液罐3中,高压液态冷媒经电子膨胀阀4的节流作用后形成低压液态冷媒,低压液态冷媒通过冷媒入口管55流入至冷却管53内,渗入至容纳腔体54内,由于容纳腔体54为密闭腔体,低压液态冷媒由于空间压强的骤降而气化形成低压气态冷媒,同时迅速吸收周围的热量,从而使定子内套52和定子外套51降温,进一步地,低压气态冷媒通过冷媒出口管56流出至压缩机1内,压缩成高压气态冷媒。
在本发明提供的实施例中,为了控制主轴机构的温度恒定,主轴冷却系统还包括:控制系统,控制系统与电子膨胀阀4连接,以使控制系统控制电子膨胀阀4的流量大小;控制系统与温度传感器7连接,以使温度传感器7将感应到的温度传递至控制系统,以在温度传感器7检测到的温度高于预定值时,使控制系统控制电子膨胀阀4的冷媒流量增大,以降低定子内套52的温度;并在温度传感器7检测到的温度低于预定值时,使控制系统控制电子膨胀阀4的冷媒流量减小,以升高定子内套52的温度。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
本发明的主轴机构,包括定子内套52、定子外套51和冷却管53,定子外套51套设在定子内套52的外侧并与定子内套52间隔设置,定子外套51与定子内套52之间构成密闭的容纳腔体54,冷却管53环绕定子内套52设置并位于容纳腔体54内,以使冷媒流入冷却管53内对定子内套52进行冷却,通过环绕定子内套52设置的冷却管53,将冷媒直接通入冷却管53内,无需利用其他冷却介质,实现对定子内套52的周向和径向均匀地降温,结构简单,冷媒泄漏易于检测,避免了通过介质冷却时对主轴的致命伤害,且通过冷媒直接对主轴机构进行冷却,使冷却系统适用的温度范围更加广泛。
以上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 (8)
1.一种主轴机构,其特征在于,包括:
定子内套(52);
定子外套(51),套设在所述定子内套(52)的外侧并与所述定子内套(52)间隔设置,所述定子外套(51)与所述定子内套(52)之间构成密闭的容纳腔体(54);
冷却管(53),所述冷却管(53)环绕所述定子内套(52)设置并位于所述容纳腔体(54)内,以使冷媒流入所述冷却管(53)内对所述定子内套(52)进行冷却;所述冷却管(53)的管体上均匀布置有渗漏孔(530),所述冷却管(53)内的冷媒通过所述渗漏孔(530)渗漏至所述容纳腔体(54)内,以对所述定子内套(52)进行降温;所述冷却管(53)的冷媒出口端为封堵端,以使所述冷却管(53)内的冷媒通过所述渗漏孔(530)渗漏至所述容纳腔体(54)内;
冷媒入口管(55),所述冷媒入口管(55)与所述冷却管(53)的冷媒入口端连通,以使冷媒通过所述冷媒入口管(55)流入至所述冷却管(53)内;
冷媒出口管(56),所述冷媒出口管(56)与所述容纳腔体(54)连通,以使所述容纳腔体(54)内的冷媒通过所述冷媒出口管(56)流出。
2.根据权利要求1所述的主轴机构,其特征在于,所述冷媒入口管(55)的管口处设置有第一压强传感器(550),以检测所述冷媒入口管(55)端口处的压强。
3.根据权利要求2所述的主轴机构,其特征在于,所述冷媒出口管(56)的管口处设置有第二压强传感器(560),以检测所述冷媒出口管(56)的管口处的压强;其中,当所述第一压强传感器(550)与所述第二压强传感器(560)呈正比进行变化时,所述主轴机构正常运行,当所述第一压强传感器(550)与所述第二压强传感器(560)为反比进行变化时,所述主轴机构停止运行。
4.根据权利要求1所述的主轴机构,其特征在于,所述定子内套(52)上安装有温度传感器(7),用于检测所述定子内套(52)的温度。
5.根据权利要求1所述的主轴机构,其特征在于,所述主轴机构还包括:
凸起部件(57),所述凸起部件(57)设置在所述定子内套(52)的上方,所述定子外套(51)与所述凸起部件(57)连接;
密封圈(58),所述密封圈(58)安装在所述定子外套(51)与所述凸起部件(57)的连接处,以对所述容纳腔体(54)进行密封。
6.一种主轴冷却系统,其特征在于,包括压缩机(1)、冷凝器(2)、储液罐(3)、电子膨胀阀(4)和主轴机构,所述压缩机(1)、所述冷凝器(2)、所述电子膨胀阀(4)、所述主轴机构和所述压缩机(1)依次连接,以构成所述主轴冷却系统,所述主轴机构为上述权利要求1至5中任一项所述主轴机构。
7.根据权利要求6所述的主轴冷却系统,其特征在于,所述主轴机构为权利要求2中的主轴机构,
所述主轴机构的冷媒出口管(56)与所述压缩机(1)的进气口连通,所述压缩机(1)的出气口与所述冷凝器(2)的进气口通,所述冷凝器(2)的出口端与所述储液罐(3)的进液端连通,所述储液罐(3)的出液端与所述电子膨胀阀(4)的冷媒入口端连通,所述电子膨胀阀(4)的冷媒出口端与所述主轴机构的冷媒入口管(55)连通。
8.根据权利要求6所述的主轴冷却系统,其特征在于,所述主轴机构为权利要求4中的主轴机构,所述主轴冷却系统还包括:
控制系统,所述控制系统与所述电子膨胀阀(4)连接,以使所述控制系统控制所述电子膨胀阀(4)的流量大小;所述控制系统与温度传感器(7)连接,以使所述温度传感器(7)将感应到的温度传递至控制系统,以在所述温度传感器(7)检测到的温度高于预定值时,使所述控制系统控制所述电子膨胀阀(4)的冷媒流量增大,以降低所述定子内套(52)的温度;并在所述温度传感器(7)检测到的温度低于预定值时,使所述控制系统控制所述电子膨胀阀(4)的冷媒流量减小,以升高所述定子内套(52)的温度。
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