CN110834102A - 一种同步冷却型电主轴 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同步冷却型电主轴，其包括有钢筒，钢筒内设有转子，钢筒的后端固定有背盖，转子内穿设有拉杆组件，背盖的后端设有气缸，气缸的动力输出端与所述拉杆组件的后端对齐，前轴承组件包括有前轴承座，钢筒的侧壁内开设有多个相互平行的长条形孔，长条形孔沿钢筒的长度方向延伸，前轴承座的侧壁内开设有多个前连接孔，前连接孔连通于相邻两个长条形孔的前端之间，钢筒的后端开设有多个后连接孔，后连接孔连通于相邻两个长条形孔的后端之间，前连接孔与后连接孔交错设置，以令长条形孔、前连接孔和后连接孔组成S形冷却通道。本发明能够同时对定子部分和前轴承部分进行冷却、冷却通道结构更加合理、冷却效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及电主轴，尤其涉及一种同步冷却型电主轴。
背景技术
电主轴是应用于机床设备，用于进行精密加工的重要驱动器材。现有的电主轴中，由于其工作过程中会产生大量热量，所以必须为电主轴设计冷却机构，现有电主轴的冷却机构，一般是分别对前轴承部分和定子部分单独进行冷却，导致电主轴的冷却通道复杂，冷却回路较多，不利于主轴的生产制造以及维修维护，同时，现有的冷却方式不能同时对定子部分和前轴承部分进行同时冷却，导致这两个部分存在一定的温差，这种温差容易对主轴造成不良影响，进而影响主轴的整体性能。
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，提供一种能够同时对定子部分和前轴承部分进行冷却、冷却通道结构更加合理、冷却效果更好的电主轴。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种同步冷却型电主轴，其包括有钢筒，所述钢筒的前后两端分别设有前轴承组件和后轴承组件，所述钢筒内设有转子，所述转子的前后两端分别穿过所述前轴承组件和所述后轴承组件，所述钢筒的后端固定有背盖，所述转子内穿设有拉杆组件，且所述拉杆组件的后端延伸至所述背盖内，所述背盖的后端设有气缸，所述气缸的动力输出端与所述拉杆组件的后端对齐，所述前轴承组件包括有前轴承座，所述钢筒的侧壁内开设有多个相互平行的长条形孔，所述长条形孔沿所述钢筒的长度方向延伸，所述前轴承座的侧壁内开设有多个前连接孔，所述前连接孔连通于相邻两个长条形孔的前端之间，所述钢筒的后端开设有多个后连接孔，所述后连接孔连通于相邻两个长条形孔的后端之间，所述前连接孔与所述后连接孔交错设置，以令所述长条形孔、所述前连接孔和所述后连接孔组成S形冷却通道，所述气缸的后端设有冷却液输入接头和冷却液输出接头，所述冷却液输入接头和冷却液输出接头分别连通于所述S形冷却通道的两端。
优选地，所述前连接孔的边缘处设有异形密封圈，所述异形密封圈夹设于所述前轴承座与所述钢筒之间。
优选地，所述后连接孔开设于所述钢筒的后端面，所述后连接孔的后端形成有阶梯口，所述阶梯口内设有挡水片，所述挡水片固定于所述阶梯口内，且所述挡水片覆盖于所述后连接孔。
优选地，所述前轴承座内设有前轴承，所述转子的前端穿过所述前轴承，所述前轴承座的前端固定有轴承压板，所述轴承压板抵接于所述前轴承的外环，所述转子的前端螺合有环状的防尘盖，所述防尘盖位于所述轴承压板的内侧且二者之间设有间隙。
优选地，所述防尘盖的外侧边缘形成有环状的外凸缘，所述外凸缘与所述防尘盖之间形成有开口朝后的第一环状槽，所述轴承压板的内侧边缘形成有环状的内凸缘，所述内凸缘与所述轴承压板之间形成有开口朝前的第二环状槽，所述内凸缘插设于所述第一环状槽内且二者之间设有间隙，所述外凸缘插设于所述第二环状槽内且二者之间设有间隙。
优选地，所述后轴承组件包括有后轴承座，所述后轴承座内设有后轴承，所述转子的后端穿过所述后轴承，所述背盖固定于所述后轴承座的后端。
优选地，所述气缸包括有气缸座，所述气缸座内设有活塞，所述活塞的中心处设有活塞杆，所述活塞杆的前端固定有推杆，所述推杆的前端延伸至所述背盖之内，且所述推杆的前端与所述拉杆组件的后端对齐。
优选地，所述气缸座的侧壁内开设有中心吹气通道，所述气缸座的后端设有中心气嘴，所述背盖内开设有背盖气孔，所述背盖气孔的内侧开口朝向所述推杆的侧部，所述中心气嘴、所述中心吹气通道与所述背盖气孔依次连通，所述推杆的中心处开设有推杆中孔，所述推杆中孔与所述拉杆组件的中心气路对齐，所述推杆的侧部开设有推杆侧孔，当所述气缸驱使所述推杆向前推动所述拉杆组件时，所述推杆侧孔与所述背盖气孔的内侧开口相连通，进而将所述中心气嘴注入的气流传输至所述拉杆组件。
优选地，所述轴承压板的前端固定有防尘环，所述转子的前端螺合有防水盖，所述防水盖覆盖于所述防尘环的前侧且二者之间设有气封间隙，所述防尘环环绕于所述防尘盖的外侧且二者之间形成有气封腔，所述气封腔与所述气封间隙相互连通，所述气缸座的后端设有气封气嘴，所述气封气嘴与所述气封腔之间通过气封通道连通，所述气封通道由后至前依次贯穿所述气缸座的侧壁、所述背盖的侧壁、所述后轴承座的侧壁、所述钢筒的侧壁、所述前轴承座的侧壁和所述轴承压板，进而将所述气封气嘴注入的气流传输至所述气封腔，并由所述气封间隙吹出。
优选地，所述后轴承座的后端固定有编码器读头，所述转子的后端形成有齿轮环，所述编码器读头的感应端朝向所述齿轮环的齿牙，所述背盖的外侧开设有传感器安装槽，所述传感器安装槽内设有3个接近开关，所述接近开关的感应端分别朝向所述拉杆组件的后端，且3个接近开关由后至前依次设置。
本发明公开的同步冷却型电主轴中，在所述钢筒的侧壁内设置长条形孔和后连接孔，在所述前轴承座的侧壁内设置前连接孔，当所述钢筒与所述前轴承座组装后，将所述长条形孔、所述前连接孔和所述后连接孔依次连通，进而组成S形冷却通道，当所述冷却液输入接头注入冷却液后，冷却液在所述S形冷却通道内传输，进而对所述钢筒内侧的定子部分以及所述前轴承组件部分进行同步冷却，相比现有技术而言，本发明不仅冷却通道结构更加简单，而且便于生产、组装和维修，此外，本发明可同时对定子部分和前轴承部分进行冷却，所以其冷却通路设计更加合理，冷却效果更好，大大提高了电主轴的整体性能。
附图说明
图1为本发明电主轴的整体剖视图；
图2为本发明电主轴的局部剖视图一；
图3为本发明电主轴的局部剖视图二；
图4为本发明电主轴的局部剖视图三；
图5为钢筒和前轴承座的结构图；
图6为S形冷却通道的结构示意图；
图7为气缸座、背盖和后轴承座的结构图；
图8为背盖的剖视图；
图9为接近开关的结构图；
图10为防尘盖的结构图；
图11为轴承压板的结构图。
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。
本发明公开了一种同步冷却型电主轴，结合图1至图11所示，其包括有钢筒1，所述钢筒1的前后两端分别设有前轴承组件2和后轴承组件3，所述钢筒1内设有转子4，所述转子4的前后两端分别穿过所述前轴承组件2和所述后轴承组件3，所述钢筒1的后端固定有背盖5，所述转子4内穿设有拉杆组件6，且所述拉杆组件6的后端延伸至所述背盖5内，所述背盖5的后端设有气缸7，所述气缸7的动力输出端与所述拉杆组件6的后端对齐，所述前轴承组件2包括有前轴承座20，所述钢筒1的侧壁内开设有多个相互平行的长条形孔10，所述长条形孔10沿所述钢筒1的长度方向延伸，所述前轴承座20的侧壁内开设有多个前连接孔21，所述前连接孔21连通于相邻两个长条形孔10的前端之间，所述钢筒1的后端开设有多个后连接孔11，所述后连接孔11连通于相邻两个长条形孔10的后端之间，所述前连接孔21与所述后连接孔11交错设置，以令所述长条形孔10、所述前连接孔21和所述后连接孔11组成S形冷却通道14，所述气缸7的后端设有冷却液输入接头12和冷却液输出接头13，所述冷却液输入接头12和冷却液输出接头13分别连通于所述S形冷却通道14的两端。
上述电主轴中，在所述钢筒1的侧壁内设置长条形孔10和后连接孔11，在所述前轴承座20的侧壁内设置前连接孔21，当所述钢筒1与所述前轴承座20组装后，将所述长条形孔10、所述前连接孔21和所述后连接孔11依次连通，进而组成S形冷却通道14，当所述冷却液输入接头12注入冷却液后，冷却液在所述S形冷却通道14内传输，进而对所述钢筒1内侧的定子部分以及所述前轴承组件2部分进行同步冷却，相比现有技术而言，本发明不仅冷却通道结构更加简单，而且便于生产、组装和维修，此外，本发明可同时对定子部分和前轴承部分进行冷却，所以其冷却通路设计更加合理，冷却效果更好，大大提高了电主轴的整体性能。
结合图5和图6所示，为了提高所述钢筒1与所述前轴承座20连接处的密封性能，本实施例中，所述前连接孔21的边缘处设有异形密封圈22，所述异形密封圈22夹设于所述前轴承座20与所述钢筒1之间。
为了方便开孔加工，本实施例中，所述后连接孔11开设于所述钢筒1的后端面，所述后连接孔11的后端形成有阶梯口110，所述阶梯口110内设有挡水片111，所述挡水片111固定于所述阶梯口110内，且所述挡水片111覆盖于所述后连接孔11。
请参见图1至图4，作为一种优选结构，所述前轴承座20内设有前轴承23，所述转子4的前端穿过所述前轴承23，所述前轴承座20的前端固定有轴承压板24，所述轴承压板24抵接于所述前轴承23的外环，所述转子4的前端螺合有环状的防尘盖25，所述防尘盖25位于所述轴承压板24的内侧且二者之间设有间隙。
请参见图1、图10和图11，本实施例中，所述防尘盖25的外侧边缘形成有环状的外凸缘250，所述外凸缘250与所述防尘盖25之间形成有开口朝后的第一环状槽251，所述轴承压板24的内侧边缘形成有环状的内凸缘240，所述内凸缘240与所述轴承压板24之间形成有开口朝前的第二环状槽241，所述内凸缘240插设于所述第一环状槽251内且二者之间设有间隙，所述外凸缘250插设于所述第二环状槽241内且二者之间设有间隙。上述结构中，通过外凸缘250与内凸缘240的配合，以及第一环状槽251与第二环状槽241的配合，使得所述防尘盖25与所述轴承压板24之间呈迷宫状结构，大大提高了二者之间的防水、防尘性能。
本实施例中，所述后轴承组件3包括有后轴承座30，所述后轴承座30内设有后轴承31，所述转子4的后端穿过所述后轴承31，所述背盖5固定于所述后轴承座30的后端。
关于气缸7的具体组成，本实施例中，所述气缸7包括有气缸座70，所述气缸座70内设有活塞71，所述活塞71的中心处设有活塞杆72，所述活塞杆72的前端固定有推杆73，所述推杆73的前端延伸至所述背盖5之内，且所述推杆73的前端与所述拉杆组件6的后端对齐。
结合图1至图4所示，为了在卸刀、换刀过程中实现中心吹气功能，本实施例中，所述气缸座70的侧壁内开设有中心吹气通道700，所述气缸座70的后端设有中心气嘴701，所述背盖5内开设有背盖气孔50，所述背盖气孔50的内侧开口朝向所述推杆73的侧部，所述中心气嘴701、所述中心吹气通道700与所述背盖气孔50依次连通，所述推杆73的中心处开设有推杆中孔730，所述推杆中孔730与所述拉杆组件6的中心气路60对齐，所述推杆73的侧部开设有推杆侧孔731，当所述气缸7驱使所述推杆73向前推动所述拉杆组件6时，所述推杆侧孔731与所述背盖气孔50的内侧开口相连通，进而将所述中心气嘴701注入的气流传输至所述拉杆组件6。上述结构中，当所述电主轴执行卸刀动作时，所述推杆73向前推进，使得所述推杆侧孔731与背盖气孔50对齐、连通，所述中心气嘴701注入的气流由所述拉杆组件6的前端吹出，进而实现中心吹气功能，所述拉杆组件6前端吹出的气流可避免灰尘、水等进入主轴内部，进而在卸刀、换刀过程中起到清洁作用。
本实施例中，所述轴承压板24的前端固定有防尘环26，所述转子4的前端螺合有防水盖27，所述防水盖27覆盖于所述防尘环26的前侧且二者之间设有气封间隙260，所述防尘环26环绕于所述防尘盖25的外侧且二者之间形成有气封腔261，所述气封腔261与所述气封间隙260相互连通，所述气缸座70的后端设有气封气嘴702，所述气封气嘴702与所述气封腔261之间通过气封通道262连通，所述气封通道262由后至前依次贯穿所述气缸座70的侧壁、所述背盖5的侧壁、所述后轴承座30的侧壁、所述钢筒1的侧壁、所述前轴承座20的侧壁和所述轴承压板24，进而将所述气封气嘴702注入的气流传输至所述气封腔261，并由所述气封间隙260吹出。上述结构可在所述防水盖27与所述防尘环26之间形成环状的气封，该气封可将刀具周围的灰尘、水等吹开，使得刀具的加工环境更加清洁，从而保证加工精度和加工品质。
请参见图1、图8和图9，本实施例中，所述后轴承座30的后端固定有编码器读头300，所述转子4的后端形成有齿轮环400，所述编码器读头300的感应端朝向所述齿轮环400的齿牙，所述背盖5的外侧开设有传感器安装槽501，所述传感器安装槽501内设有3个接近开关502，所述接近开关502的感应端分别朝向所述拉杆组件6的后端，且3个接近开关502由后至前依次设置。上述结构中，通过编码器读头300对齿轮环400的齿牙进行计数，有助于控制系统对所述转子4的角位移、角速度进行测量，同时，在3个接近开关502与所述拉杆组件6的后端的配合作用下，能够对所述拉杆组件6的拉刀、卸刀、无刀动作进行检测，使得本发明电主轴更具自动化和智能化。
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)
1.一种同步冷却型电主轴，其特征在于，包括有钢筒(1)，所述钢筒(1)的前后两端分别设有前轴承组件(2)和后轴承组件(3)，所述钢筒(1)内设有转子(4)，所述转子(4)的前后两端分别穿过所述前轴承组件(2)和所述后轴承组件(3)，所述钢筒(1)的后端固定有背盖(5)，所述转子(4)内穿设有拉杆组件(6)，且所述拉杆组件(6)的后端延伸至所述背盖(5)内，所述背盖(5)的后端设有气缸(7)，所述气缸(7)的动力输出端与所述拉杆组件(6)的后端对齐，所述前轴承组件(2)包括有前轴承座(20)，所述钢筒(1)的侧壁内开设有多个相互平行的长条形孔(10)，所述长条形孔(10)沿所述钢筒(1)的长度方向延伸，所述前轴承座(20)的侧壁内开设有多个前连接孔(21)，所述前连接孔(21)连通于相邻两个长条形孔(10)的前端之间，所述钢筒(1)的后端开设有多个后连接孔(11)，所述后连接孔(11)连通于相邻两个长条形孔(10)的后端之间，所述前连接孔(21)与所述后连接孔(11)交错设置，以令所述长条形孔(10)、所述前连接孔(21)和所述后连接孔(11)组成S形冷却通道(14)，所述气缸(7)的后端设有冷却液输入接头(12)和冷却液输出接头(13)，所述冷却液输入接头(12)和冷却液输出接头(13)分别连通于所述S形冷却通道(14)的两端。
2.如权利要求1所述的同步冷却型电主轴，其特征在于，所述前连接孔(21)的边缘处设有异形密封圈(22)，所述异形密封圈(22)夹设于所述前轴承座(20)与所述钢筒(1)之间。
3.如权利要求1所述的同步冷却型电主轴，其特征在于，所述后连接孔(11)开设于所述钢筒(1)的后端面，所述后连接孔(11)的后端形成有阶梯口(110)，所述阶梯口(110)内设有挡水片(111)，所述挡水片(111)固定于所述阶梯口(110)内，且所述挡水片(111)覆盖于所述后连接孔(11)。
4.如权利要求1所述的同步冷却型电主轴，其特征在于，所述前轴承座(20)内设有前轴承(23)，所述转子(4)的前端穿过所述前轴承(23)，所述前轴承座(20)的前端固定有轴承压板(24)，所述轴承压板(24)抵接于所述前轴承(23)的外环，所述转子(4)的前端螺合有环状的防尘盖(25)，所述防尘盖(25)位于所述轴承压板(24)的内侧且二者之间设有间隙。
5.如权利要求4所述的同步冷却型电主轴，其特征在于，所述防尘盖(25)的外侧边缘形成有环状的外凸缘(250)，所述外凸缘(250)与所述防尘盖(25)之间形成有开口朝后的第一环状槽(251)，所述轴承压板(24)的内侧边缘形成有环状的内凸缘(240)，所述内凸缘(240)与所述轴承压板(24)之间形成有开口朝前的第二环状槽(241)，所述内凸缘(240)插设于所述第一环状槽(251)内且二者之间设有间隙，所述外凸缘(250)插设于所述第二环状槽(241)内且二者之间设有间隙。
6.如权利要求5所述的同步冷却型电主轴，其特征在于，所述后轴承组件(3)包括有后轴承座(30)，所述后轴承座(30)内设有后轴承(31)，所述转子(4)的后端穿过所述后轴承(31)，所述背盖(5)固定于所述后轴承座(30)的后端。
7.如权利要求6所述的同步冷却型电主轴，其特征在于，所述气缸(7)包括有气缸座(70)，所述气缸座(70)内设有活塞(71)，所述活塞(71)的中心处设有活塞杆(72)，所述活塞杆(72)的前端固定有推杆(73)，所述推杆(73)的前端延伸至所述背盖(5)之内，且所述推杆(73)的前端与所述拉杆组件(6)的后端对齐。
8.如权利要求7所述的同步冷却型电主轴，其特征在于，所述气缸座(70)的侧壁内开设有中心吹气通道(700)，所述气缸座(70)的后端设有中心气嘴(701)，所述背盖(5)内开设有背盖气孔(50)，所述背盖气孔(50)的内侧开口朝向所述推杆(73)的侧部，所述中心气嘴(701)、所述中心吹气通道(700)与所述背盖气孔(50)依次连通，所述推杆(73)的中心处开设有推杆中孔(730)，所述推杆中孔(730)与所述拉杆组件(6)的中心气路(60)对齐，所述推杆(73)的侧部开设有推杆侧孔(731)，当所述气缸(7)驱使所述推杆(73)向前推动所述拉杆组件(6)时，所述推杆侧孔(731)与所述背盖气孔(50)的内侧开口相连通，进而将所述中心气嘴(701)注入的气流传输至所述拉杆组件(6)。
9.如权利要求7所述的同步冷却型电主轴，其特征在于，所述轴承压板(24)的前端固定有防尘环(26)，所述转子(4)的前端螺合有防水盖(27)，所述防水盖(27)覆盖于所述防尘环(26)的前侧且二者之间设有气封间隙(260)，所述防尘环(26)环绕于所述防尘盖(25)的外侧且二者之间形成有气封腔(261)，所述气封腔(261)与所述气封间隙(260)相互连通，所述气缸座(70)的后端设有气封气嘴(702)，所述气封气嘴(702)与所述气封腔(261)之间通过气封通道(262)连通，所述气封通道(262)由后至前依次贯穿所述气缸座(70)的侧壁、所述背盖(5)的侧壁、所述后轴承座(30)的侧壁、所述钢筒(1)的侧壁、所述前轴承座(20)的侧壁和所述轴承压板(24)，进而将所述气封气嘴(702)注入的气流传输至所述气封腔(261)，并由所述气封间隙(260)吹出。
10.如权利要求6所述的同步冷却型电主轴，其特征在于，所述后轴承座(30)的后端固定有编码器读头(300)，所述转子(4)的后端形成有齿轮环(400)，所述编码器读头(300)的感应端朝向所述齿轮环(400)的齿牙，所述背盖(5)的外侧开设有传感器安装槽(501)，所述传感器安装槽(501)内设有3个接近开关(502)，所述接近开关(502)的感应端分别朝向所述拉杆组件(6)的后端，且3个接近开关(502)由后至前依次设置。
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