CN111342596A - 一种用于动力刀塔的内置电机封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,包括主轴箱,主轴箱的两端分别安装前法兰盘和后法兰盘;前法兰盘和后法兰盘内部分别安装有前轴承和后轴承;主轴箱内装配有内置电机装置;该内置电机装置的两端通过前轴承和后轴承支撑;本发明结构紧凑,将电主轴集成在主轴箱内部,而主轴箱可以安装在刀盘内部,进而实现了由电主轴直接驱动动力刀具回转,实现直驱功能,进而避免了传统结构的一系列弊端。
Description
技术领域
本发明属于动力刀塔技术领域,尤其涉及一种用于动力刀塔的内置电机封装结构。
背景技术
动力刀塔是数控车床功能部件之一,刀塔上安装动力刀具进行切削加工,因此刀塔上需要安装驱动刀具回转的电动机,传统结构将电动机安装在刀盘外部,通过齿轮、皮带等传动装置驱动刀具回转,同时在刀盘内部需要安装齿轮传动机构,传动链较长导致刀具极限转速比较低,同时发热量和噪音都比较大。
在现有的传统刀塔中,伺服电机通常位于刀塔的箱体外,操作不方便的同时,电缆的走线和布设也是需要解决的问题之一,而且伺服电机在刀塔的箱体外,难以确保刀盘的换刀精度。
针对以上问题,故,有必要对其进行改进。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷,提供一种结构简单,方便实用,实现直驱功能,解决电缆走线问题的动力刀塔的内置电机封装结构。
为了达到以上目的,本发明所采用的技术方案是:一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,包括主轴箱,主轴箱的两端分别安装前法兰盘和后法兰盘;前法兰盘和后法兰盘内部分别安装有前轴承和后轴承;主轴箱内装配有内置电机装置;该内置电机装置的两端通过前轴承和后轴承支撑。
作为本发明的一种优选方案,所述内置电机装置包括主轴和装配于主轴箱内的电机定子;主轴外圆上安装电机转子,电机定子和电机转子共同作用驱动主轴回转,主轴箱内孔与电机定子外圆套接。
作为本发明的一种优选方案,所述内置电机装置为同步电机,电机定子外圆布设有循环冷却通道,电机定子安装在主轴箱的内孔中,冷却水自主轴箱一侧进入冷却通道,从另一侧流出实现循环冷却,同时冷却水管路相关位置布设有密封圈防止发生泄漏。
作为本发明的一种优选方案,所述电机定子外圆突出主轴箱端面的部分两端分别与前法兰盘和后法兰盘相适配连接;所述电机定子与主轴箱之间安装有第四密封圈;电机定子与前法兰盘和后法兰盘之间分别安装有第二密封圈和第五密封圈。
作为本发明的一种优选方案,所述主轴外圆与电机转子内孔采用过盈配合连接,并且电机转子外圆与电机定子内孔保持一定的间隙。
作为本发明的一种优选方案,所述前法兰盘前端面上安装有密封盘,密封盘内安装有前油封,前油封的油封唇口与主轴外圆接触,实现主轴高速回转工作时的动态密;与此相对应的,所述后法兰盘内安装有后油封,后油封的油封唇口和主轴外圆接触,实现主轴高速回转工作时的实现动态密封。
作为本发明的一种优选方案,所述前法兰盘与密封盘之间安装第一密封圈。
作为本发明的一种优选方案,所述后法兰盘外部安装有编码器,编码器的感应区与安装在主轴后端的编码器齿轮相互对应,并且后法兰盘外部安装有对编码器进行保护的防护罩。
作为本发明的一种优选方案,所述后法兰盘外部还安装有后端盖,后法兰盘与后端盖之间通过第六密封圈进行防水密封。
作为本发明的一种优选方案,所述后端盖内部为中空结构,形成有定位孔,定位孔内穿设有电缆,电缆的一端连接电机定子,另一端从主轴箱端部向外引出。
本发明的有益效果是:
1.本发明结构紧凑,将电主轴集成在主轴箱内部,而主轴箱可以安装在刀盘内部,进而实现了由电主轴直接驱动动力刀具回转,实现直驱功能,进而避免了传统结构的一系列弊端。
2.本发明中的后法兰盘、后端盖等结构采用中空或开孔结构,电缆由主轴箱端部向后引出,使得主轴箱可以整体安装在刀盘内部,解决了走线问题;
3.本发明的主轴箱内部布设有冷却水管道,同时电机定子外圆布设有循环管路,二者共同实现了电机循环冷却,以保证电机可以正常稳定工作。
4.本发明的后法兰盘外部安装有编码器,进行速度和位置反馈实现闭环控制,同时编码器外部安装有后端盖,起到密封作用以保护编码器。
5.本发明结构简单,通过将内置电机装置安装在刀盘内部时,电动机可以提高刀塔切削能力、降低温升导致的热变形等,可以大幅度提高机床加工精度;
6.本发明的主轴外圆与电机转子内孔套接过盈配合以传递扭矩,同时主轴与电机转子端面相抵,实现电机转子的轴向定位;
7.本发明通过在电机定子外套接有第三密封圈和第四密封圈,可以起到静密封作用。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图;
图2为本发明实施例的A-A剖视图;
图中附图标记:主轴1,前油封2,前轴承3,电缆4,密封盘5,前法兰盘6,电机转子7,第二密封圈8,主轴箱10,电机定子11,第四密封圈12,第五密封圈13,第六密封圈14,后法兰盘15,后端盖16,后轴承17,后油封18,编码器19,防护罩20,内置电机装置21。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例:
如图1-2所示,本实施例提供的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,包括主轴箱10,主轴箱10的两端分别安装前法兰盘6和后法兰盘15;前法兰盘6和后法兰盘15内部分别安装有前轴承3和后轴承17;主轴箱10内装配有内置电机装置21;该内置电机装置21的两端通过前轴承3和后轴承17支撑;本发明结构简单,通过将内置电机装置21安装在刀盘内部时,电动机可以提高刀塔切削能力、降低温升导致的热变形等,可以大幅度提高机床加工精度;本发明结构紧凑,将电主轴集成在主轴箱内部,而主轴箱可以安装在刀盘内部,进而实现了由电主轴直接驱动动力刀具回转,实现直驱功能,进而避免了传统结构的一系列弊端。
内置电机装置21包括主轴1和装配于主轴箱10内的电机定子11;主轴1外圆上安装电机转子7,电机定子11和电机转子7共同作用驱动主轴1回转,主轴箱10内孔与电机定子11外圆套接;电机定子11通电后通过磁场作用,驱动电机转子7回转,进而驱动电主轴工作。进而实现刀具直驱。
本发明的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,封装结构包括同步电机定转子、主轴箱、轴承、编码器、法兰盘、密封装置等,封装完毕后形成一套相对独立的电主轴单元,然后安装到刀盘内部,电主轴与刀具安装孔同轴,进而实现由同步电机直接驱动刀具回转进行切削加工,同步电机相比传统的外置异步电机,具有功率密度大,转速高、体积小等特点,新结构一方面提高了刀塔的切削能力,另一方面避免了传统结构存在的各种问题。
内置电机装置21为同步电机,电机定子11外圆布设有循环冷却通道,电机定子11安装在主轴箱10的内孔中,冷却水自主轴箱10一侧进入冷却通道,从另一侧流出实现循环冷却,同时冷却水管路相关位置布设有密封圈防止发生泄漏;本发明的主轴箱内部布设有冷却水管道,同时电机定子外圆布设有循环管路,二者共同实现了电机循环冷却,以保证电机可以正常稳定工作。
电机定子11外圆突出主轴箱10端面的部分两端分别与前法兰盘6和后法兰盘15相适配连接;所述电机定子11与主轴箱10之间安装有第四密封圈12;电机定子11与前法兰盘6和后法兰盘15之间分别安装有第二密封圈8和第五密封圈13;本发明通过在电机定子外套接有第二密封圈8和第五密封圈13,可以起到静密封作用。
主轴1外圆与电机转子7内孔采用过盈配合连接,并且电机转子7外圆与电机定子11内孔保持一定的间隙。
前法兰盘6与密封盘5之间安装第一密封圈4,前法兰盘6前端面上安装有密封盘5,密封盘5内安装有前油封2,前油封2的油封唇口与主轴1外圆接触,实现主轴1高速回转工作时的动态密;与此相对应的,所述后法兰盘15内安装有后油封18,后油封18的油封唇口和主轴1外圆接触,实现主轴1高速回转工作时的实现动态密封。
后法兰盘15外部安装有编码器19,编码器19的感应区与安装在主轴1后端的编码器齿轮相互对应,并且后法兰盘15外部安装有对编码器19进行保护的防护罩20;本发明的后法兰盘外部安装有编码器,进行速度和位置反馈实现闭环控制。
后法兰盘15外部还安装有后端盖16,起到密封作用以保护编码器。后法兰盘15与后端盖16之间通过第六密封圈14进行防水密封。
后端盖16内部为中空结构,形成有定位孔,定位孔内穿设有电缆,电缆4的一端连接电机定子11,另一端从主轴箱10端部向外引出;电缆由主轴箱端部向后引出,使得主轴箱可以整体安装在刀盘内部,解决了走线问题。
本实施例的具体实施方式为:主轴箱10内孔与电机定子11两端分别配合,左端连接处电机定子11外圆上安装有第三密封圈9,右端配合处电机定子11外圆上安装有第四密封圈12,电机定子11左端突出主轴箱10端面,电机定子11突出部分外圆与前法兰盘6内孔配合,前法兰盘6配合处内孔中安装有第二密封圈8,同时前法兰盘6与主轴箱10端面相抵,前法兰盘6右侧内端面与电机定子11左端面保持间隙;前法兰盘6内孔安装有前轴承3,前轴承3外环与前法兰盘6端面相抵,前轴承3内孔与主轴1外圆配合,前轴承3内环与主轴1端面相抵;前法兰盘6左端面与前端盖5端面相抵,连接处安装有第一密封圈4,前端盖5内孔安装前油封2,前油封2左端面与前端盖5内端面相抵,前油封2唇口与主轴1外圆接触前端盖5内孔与主轴1外圆保持间。主轴箱10右端面安装后法兰盘15,连接部位安装有第五密封圈13,定子11右侧突出主轴箱10外圆与后法兰盘15内孔配合同时端面相抵,后法兰盘15对应部位布设有孔,电机定子11电缆由此处引出,后法兰盘15内孔安装有后轴承17,后轴承11右端面与后法兰盘15内端面保持间隙,后轴承11内孔与主轴1外圆配合,同时后轴承11内环左端面与主轴1端面相抵,后法兰盘15右端面上安装有防护罩20,对编码器19及编码器齿轮进行保护,编码器齿轮内孔与主轴1外圆配合且端面相抵,后法兰盘15内孔安装有后油封18,后油封18唇口与主轴1外圆接触实现动态密封。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现;因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记:主轴1,前油封2,前轴承3,电缆4,密封盘5,前法兰盘6,电机转子7,第二密封圈8,主轴箱10,电机定子11,第四密封圈12,第五密封圈13,第六密封圈14,后法兰盘15,后端盖16,后轴承17,后油封18,编码器19,防护罩20,内置电机装置21等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:包括主轴箱(10),主轴箱(10)的两端分别安装前法兰盘(6)和后法兰盘(15);前法兰盘(6)和后法兰盘(15)内部分别安装有前轴承(3)和后轴承(17);主轴箱(10)内装配有内置电机装置(21);该内置电机装置(21)的两端通过前轴承(3)和后轴承(17)支撑。
2.根据权利要求1所述的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:所述内置电机装置(21)包括主轴(1)和装配于主轴箱(10)内的电机定子(11);主轴(1)外圆上安装电机转子(7),电机定子(11)和电机转子(7)共同作用驱动主轴(1)回转,主轴箱(10)内孔与电机定子(11)外圆套接。
3.根据权利要求2所述的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:所述内置电机装置(21)为同步电机,电机定子(11)外圆布设有循环冷却通道,电机定子(11)安装在主轴箱(10)的内孔中,冷却水自主轴箱(10)一侧进入冷却通道,从另一侧流出实现循环冷却,同时冷却水管路相关位置布设有密封圈防止发生泄漏。
4.根据权利要求3所述的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:所述电机定子(11)外圆突出主轴箱(10)端面的部分两端分别与前法兰盘(6)和后法兰盘(15)相适配连接;所述电机定子(11)与主轴箱(10)之间安装有第四密封圈(12);电机定子(11)与前法兰盘(6)和后法兰盘(15)之间分别安装有第二密封圈(8)和第五密封圈(13)。
5.根据权利要求4所述的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:所述主轴(1)外圆与电机转子(7)内孔采用过盈配合连接,并且电机转子(7)外圆与电机定子(11)内孔保持一定的间隙。
6.根据权利要求5所述的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:所述前法兰盘(6)前端面上安装有密封盘(5),密封盘(5)内安装有前油封(2),前油封(2)的油封唇口与主轴(1)外圆接触,实现主轴(1)高速回转工作时的动态密;与此相对应的,所述后法兰盘(15)内安装有后油封(18),后油封(18)的油封唇口和主轴(1)外圆接触,实现主轴(1)高速回转工作时的实现动态密封。
7.根据权利要求6所述的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:所述前法兰盘(6)与密封盘(5)之间安装第一密封圈(4)。
8.根据权利要求7所述的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:所述后法兰盘(15)外部安装有编码器(19),编码器(19)的感应区与安装在主轴(1)后端的编码器齿轮相互对应,并且后法兰盘(15)外部安装有对编码器(19)进行保护的防护罩(20)。
9.根据权利要求8所述的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:所述后法兰盘(15)外部还安装有后端盖(16),后法兰盘(15)与后端盖(16)之间通过第六密封圈(14)进行防水密封。
10.根据权利要求9所述的一种用于动力刀塔的内置电机封装结构,其特征在于:所述后端盖(16)内部为中空结构,形成有定位孔,定位孔内穿设有电缆,电缆(4)的一端连接电机定子(11),另一端从主轴箱(10)端部向外引出。
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CN112747119A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-05-04 | 北方民族大学 | 一种珩齿机珩轮架齿轮的密封结构 |
CN115365529A (zh) * | 2022-08-06 | 2022-11-22 | 超同步股份有限公司 | 一种动力刀塔刀盘内置电机机壳及加工方法 |
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