CN109530731A - 一种电主轴 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电主轴，包括主轴组件和电机；所述主轴组件包括主轴外壳、通过滚动轴承安装在主轴外壳内的轴心、套设在轴心前端并锁紧在主轴外壳上的压紧环；所述压紧环顶压主轴外壳内部前端的滚动轴承；所述压紧环的外径小于或等于主轴外壳的外径；所述主轴外壳的前端外部设有可拆卸的锁紧环；所述电机外侧具有壳体；所述主轴外壳的后端与壳体通过螺丝固定连接；体现出本发明具有电主轴可整体进行装配，再从主轴箱后侧装入锁紧固定、以及缩短了电主轴整体长度以提高稳定性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电主轴技术领域，特别涉及一种安装方便的电主轴。
背景技术
随着科技的进步，机床主轴的发展也越来越快，包含三种方式，第一种是传统的机械主轴，但是存在以下缺点：1、机械结构复杂，占用空间大；2、震动大、精度低；3、皮带式机械传动结构动能损失大，能耗高；4、异步电机扭矩小，无法实现低转速大进给。第二种是内藏式电主轴，存在以下缺点：1、定转子内藏结构复杂，制造成本高昂；2、密封难度大，发热量大，散热困难；3、高转速低扭力，适用范围小，行业限制大。第三种是尾置式电主轴，该结构具有以下优势：1、原结构调整范围小，切换直驱简单；2、电机留有预装接口，定子直接法兰定心固定，转子安装形式多样化，可以胀套锁紧，螺纹锁紧，锁紧螺母锁紧安装；3、电机远离主轴加工端，热传导热影响小，更易于保证或提高产品精加工度；4、电机扁平化设计，轴向占用空间小，更利于保证整体主轴结构刚性。因此优选尾置式电主轴结构，但是如今的后置式电主轴还存在以下缺点：1、装配不方便，由于电主轴中电机需要足够大的功率，一般在电主轴中的电机为了增加其功率都是调整电机的大小，而不会选择增加其长度，因此电机的壳体外径一般都比主轴外壳外径要大，因此厂家加工出电主轴的各个部件不能直接装配好，需要逐步从主轴箱前方开始进行装配，将主轴部件先安装在主轴箱内，再在后方通过法兰盘安装电机等部件，因此电主轴在生产销售时不能组装好整体进行销售；2、电机外壳与主轴外壳通过法兰盘连接，编码器安装在法兰盘内，这样增加电主轴的整体长度，而电主轴的长度越短，稳定性越高；3、具有刹车结构的电主轴，刹车盘与电机外壳之间预留出刹车块的安装空间，因此也会增加电主轴的整体长度；因此还需进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种电主轴可整体进行装配，再从主轴箱后侧装入锁紧固定、以及缩短了电主轴整体长度的电主轴。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电主轴，包括主轴组件和电机；所述主轴组件包括主轴外壳、通过滚动轴承安装在主轴外壳内的轴心、套设在轴心前端并锁紧在主轴外壳上的压紧环；所述压紧环顶压主轴外壳内部前端的滚动轴承；所述压紧环的外径小于或等于主轴外壳的外径；所述主轴外壳的前端外部设有可拆卸的锁紧环；所述电机外侧具有壳体；所述主轴外壳的后端与壳体通过螺丝固定连接。
对本发明的进一步描述，所述电机上具有编码器；所述编码器安装在壳体后侧。
对本发明的进一步描述，还包括刹车组件；所述轴心后端延伸出电机后侧；所述壳体外侧设有安装块；所述刹车组件包括轴套、刹车盘、背母和阻尼刹车块；所述轴套通过键槽固定连接在轴心后端；所述背母与轴心通过螺纹副配合安装在轴心上且顶触在轴套后端；所述刹车盘的外径大于壳体的外径；所述刹车盘通过螺丝固定在轴套上；所述阻尼刹车块固定在安装块上且与刹车盘外周配合。
对本发明的进一步描述，所述锁紧环一侧具有缺口形成不闭合的环形结构；所述锁紧环的轴向方向上设有螺丝安装孔；所述锁紧环的径向方向上通过螺丝将锁紧环的缺口两侧锁紧。
对本发明的进一步描述，所述主轴外壳的前端设有环形凹部；所述锁紧环的内径与环形凹部的外径相同；所述锁紧环的后侧具有与主轴外壳的外径相同的凸环；所述锁紧环前端面到凸环后端面的距离等于环形凹部的长度。
对本发明的进一步描述，所述锁紧环的内侧设有内环；所述环形凹部上设有与内环相配合的凹槽。
对本发明的进一步描述，所述内环与凹槽的截面均为矩形。
对本发明的进一步描述，所述内环的截面为倒直角梯形；所述凹槽的截面为矩形。
对本发明的进一步描述，所述内环的截面为倒直角梯形；所述凹槽的截面为直角梯形。
对本发明的进一步描述，所述锁紧环与主轴外壳通过螺纹副配合。
本发明的有益效果为：
本发明通过取消了主轴外壳前端的法兰连接结构，采用可拆卸的锁紧环来将主轴外壳的前端固定在主轴箱上，从而在装配电主轴时，可以将整个电主轴进行装配好，主轴外壳后端的法兰盘与电机的壳体前端的法兰盘直接通过螺丝锁紧固定装配，节省了以往过度法兰的长度，电机壳体后侧设置编码器的安装位，编码器直接安装在电机壳体后侧，以往将编码器设置在过度法兰盘内，出现故障需要维修时需要将电机先拆卸下来之后才能把编码器进行拆卸维修，而本设计中则可直接将编码器从电机外壳后侧拆卸下来维修，维修更方便，并且节省了过度法兰从而节省了电主轴整体的长度，提高了稳定性，而带有刹车功能杂电主轴中，将刹车盘的外径设置大于电机外壳的外径，阻尼刹车块安装在电机外壳上刹紧刹车盘的外围，从而刹车组件可以与电主轴一体装配好再装配到主轴箱中，并且电机外壳与刹车盘之间不需预留阻尼刹车块的放置空间，可缩短电主轴的长度，提高稳定性。
附图说明
图1是本发明的整体结构图；
图2是本发明的整体结构与主轴箱的装配图；
图3是本发明锁紧环的结构图；
图4是本发明实施例1中锁紧环与主轴外壳连接的半剖图；
图5是本发明实施例2中锁紧环与主轴外壳连接的半剖图；
图6是本发明实施例3中锁紧环与主轴外壳连接的半剖图；
图7是本发明实施例4中锁紧环与主轴外壳连接的半剖图；
图8是本发明实施例5中锁紧环与主轴外壳连接的半剖图；
图9是本发明实施例6中锁紧环与主轴外壳连接的半剖图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步说明：
实施例1：如图1-4所示，一种电主轴，包括主轴组件1和电机2；所述主轴组件1包括主轴外壳11、通过滚动轴承安装在主轴外壳11内的轴心12、套设在轴心12前端并锁紧在主轴外壳11上的压紧环13；所述压紧环13顶压主轴外壳11内部前端的滚动轴承；所述压紧环13的外径小于或等于主轴外壳11的外径；所述主轴外壳11的前端外部设有可拆卸的锁紧环3；所述电机2外侧具有壳体21；所述主轴外壳11的后端与壳体21通过螺丝固定连接；轴心12通过滚动轴承安装在主轴外壳11内，前端通过压紧环13顶压前端的滚动轴承，将压紧环13的外径设置小于或等于主轴外壳11的外径，本设计中压紧环13外径等于主轴外壳11的外径，而主轴外壳11的后端与电机2壳体21的前端都具有法兰盘，通过螺丝直接将两个法兰盘锁紧，可缩短电主轴的整体长度，则在将电主轴除了锁紧环3之外的整体装配好后，可以从主轴箱300的后端穿进主轴箱300内，通过主轴外壳11后端的法兰盘顶压主轴箱300的后端面，然后将锁紧环3锁紧主轴外壳11的前端并固定在主轴箱300前端；即可将电主轴装配在主轴箱300上，装配方便。
所述电机2上具有编码器22；所述编码器22安装在壳体21后侧，编码器22采用绝磁材料，直接裸露安装在电机2壳体21后侧，当编码器22出现故障时，可直接将编码器22拆卸进行维修与检测，维修方便，无需拆卸过多的零部件。
还包括刹车组件4；所述轴心12后端延伸出电机2后侧；所述壳体21外侧设有安装块211；所述刹车组件4包括轴套41、刹车盘42、背母和阻尼刹车块43；所述轴套41通过键槽固定连接在轴心12后端；所述背母与轴心12通过螺纹副配合安装在轴心12上且顶触在轴套41后端；所述刹车盘42的外径大于壳体21的外径；所述刹车盘42通过螺丝固定在轴套41上；所述阻尼刹车块43固定在安装块211上且与刹车盘42外周配合；由于将刹车盘42的外径设置比壳体21大，阻尼刹车盘42则固定在外壳上与刹车盘42外周配合，刹车盘42位于外壳的外侧，因此在外壳与刹车盘42之间无需预留出刹车盘42的安装间距，因此缩短了电主轴的整体长度，提高稳定性；使用时，就通过控制装置来控制供油装置来对阻尼刹车块43供油，从而利用阻尼刹车块43来对刹车盘42进行刹紧，从而刹紧轴心12。
所述锁紧环3一侧具有缺口31形成不闭合的环形结构；所述锁紧环3的轴向方向上设有螺丝安装孔32；所述锁紧环3的径向方向上通过螺丝将锁紧环3的缺口31两侧锁紧；电主轴其他部件装配好后，从后侧插入主轴箱300中，然后通过锁紧环3安装在主轴外壳11的前端，锁紧环3缺口31的两侧，其中一侧具有径向螺丝孔33，另一侧具有与径向螺丝孔33对应的径向螺孔34，通过螺丝安装在径向螺丝孔33中锁紧在径向螺孔34中，锁紧力度无需太大，防止将主轴外壳11压变形，再通过螺丝穿过螺丝安装孔32将锁紧环3锁紧在主轴箱300上，完成电主轴与主轴箱300的安装。
实施例2：如图5所示，在实施例1的基础上，所述主轴外壳11的前端设有环形凹部111；所述锁紧环3的内径与环形凹部111的外径相同；所述锁紧环3的后侧具有与主轴外壳11的外径相同的凸环31；所述锁紧环3前端面到凸环31后端面的距离等于环形凹部111的长度；该设置可以增大锁紧环3与主轴箱300的接触面，从而提高电主轴与主轴箱300连接的刚性，工作时更加稳定。
实施例3：，如图6所示，在实施例2的基础上，所述锁紧环3的内侧设有内环32；所述环形凹部111上设有与内环32相配合的凹槽122；所述内环32与凹槽122的截面均为矩形；通过锁紧环3内侧的内环32卡入凹槽122中，从而在工作时，驱动装置驱动主轴箱300前后运动，提高了锁紧环3与主轴外壳11的径向方向的拉力，锁紧环3与主轴外壳11不会产生滑动。
实施例4：如图7所示，在实施例3的基础上，区别技术特征在于，所述内环32的截面采用的是倒直角梯形；所述凹槽122的截面为矩形；由于内环32与凹槽122的截面均为矩形均采用矩形结构，需要进行装配，则最少也要预留0.1mm的间距才能进行装配，因此在工作过程中前后运动时也会有0.1mm的误差值，而本实施例中，内环32的底面与一侧的斜面的角度为钝角，锁紧环3锁紧在主轴外壳11上时，通过斜面压紧在凹槽122的矩形侧面上，从而在工作过程中前后运动时，锁紧环3通过内环32与主轴外壳11的凹槽122配合之间也不会有相对运动；并且设置斜面可以将锁紧环3锁紧主轴外壳11时的径向锁紧力的一部分转换为轴向锁紧力，防止锁紧环3将主轴外壳11压变形。
实施例5：如图8所示，在实施例3的基础上，区别技术特征在于，所述内环32的截面为倒直角梯形；所述凹槽122的截面为直角梯形；两者装配后无间隙，而且装配的稳定性最高，同样可以起到径向锁紧力的一部分转换为轴向锁紧力。
实施例6：如图9所示，在实施例1的基础上，所述锁紧环3与主轴外壳11通过螺纹副配合，锁紧环是封闭的环形结构，锁紧环3与主轴外壳11螺纹锁紧配合固定；该锁紧环3的结构亦可采用凸环31结构的设计来增加与主轴箱300的接触面；图9中提供一种具有凸环结构的螺纹连接的锁紧环3。
本设计中电主轴整体长度约为650mm，很大程度地缩短了电主轴的总长，对比皮带轮式的机械主轴也紧紧长了62mm左右，而普通的电主轴则比机械主轴长130-150mm。
以上所述并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种电主轴，包括主轴组件和电机；其特征在于：所述主轴组件包括主轴外壳、通过滚动轴承安装在主轴外壳内的轴心、套设在轴心前端并锁紧在主轴外壳上的压紧环；所述压紧环顶压主轴外壳内部前端的滚动轴承；所述压紧环的外径小于或等于主轴外壳的外径；所述主轴外壳的前端外部设有可拆卸的锁紧环；所述电机外侧具有壳体；所述主轴外壳的后端与壳体通过螺丝固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种电主轴，其特征在于：所述电机上具有编码器；所述编码器安装在壳体后侧。
3.根据权利要求1所述的一种电主轴，其特征在于：还包括刹车组件；所述轴心后端延伸出电机后侧；所述壳体外侧设有安装块；所述刹车组件包括轴套、刹车盘、背母和阻尼刹车块；所述轴套通过键槽固定连接在轴心后端；所述背母与轴心通过螺纹副配合安装在轴心上且顶触在轴套后端；所述刹车盘的外径大于壳体的外径；所述刹车盘通过螺丝固定在轴套上；所述阻尼刹车块固定在安装块上且与刹车盘外周配合。
4.根据权利要求1所述的一种电主轴，其特征在于：所述锁紧环一侧具有缺口形成不闭合的环形结构；所述锁紧环的轴向方向上设有螺丝安装孔；所述锁紧环的径向方向上通过螺丝将锁紧环的缺口两侧锁紧。
5.根据权利要求4所述的一种电主轴，其特征在于：所述主轴外壳的前端设有环形凹部；所述锁紧环的内径与环形凹部的外径相同；所述锁紧环的后侧具有与主轴外壳的外径相同的凸环；所述锁紧环前端面到凸环后端面的距离等于环形凹部的长度。
6.根据权利要求5所述的一种电主轴，其特征在于：所述锁紧环的内侧设有内环；所述环形凹部上设有与内环相配合的凹槽。
7.根据权利要求6所述的一种电主轴，其特征在于：所述内环与凹槽的截面均为矩形。
8.根据权利要求6所述的一种电主轴，其特征在于：所述内环的截面为倒直角梯形；所述凹槽的截面为矩形。
9.根据权利要求6所述的一种电主轴，其特征在于：所述内环的截面为倒直角梯形；所述凹槽的截面为直角梯形。
10.根据权利要求1所述的一种电主轴，其特征在于：所述锁紧环与主轴外壳通过螺纹副配合。
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