CN112917239B - 一种高速电主轴用中心冷却旋转接头 - Google Patents

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王刚
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    • B23Q11/126—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only
    • B23Q11/127—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only for cooling motors or spindles

Abstract

本发明公开了一种高速电主轴用中心冷却旋转接头，涉及电动机技术领域，其中上壳体、顶盖、旋转连接件和旋转轴依次同轴设置，并在中间位置形成进液通道；顶盖端面与旋转连接件连接，密封套固定连接于上壳体，限位套通过第二导柱滑动连接于密封套，支撑套设置于旋转连接件的外缘和限位套之间，限位套和支撑套皆套接于旋转连接件外，并与旋转连接件之间留有出液间隙；旋转轴通过轴承与下壳体配合，下壳体与上壳体固定连接；旋转轴和旋转连接件上皆开设与进液通道平行的通孔，通孔与出液间隙形成出液通道；下壳体侧壁开设有出液口，出液口与出液通道连通。通过本发明的设置，提供一种单通路进多通路出的中心冷却旋转接头。

Description

一种高速电主轴用中心冷却旋转接头
技术领域
本发明涉及电动机技术领域，尤其涉及一种高速电主轴用中心冷却旋转接头。
背景技术
随着电气传动技术的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，这种“主轴单元”主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，又称“电主轴”，为保证电主轴的工作状态，需要借助冷却接头对电主轴进行冷却，但现有技术中的冷却接头存在以下问题：
1.旋转接头装配困难，密封性差，易泄露；
2.旋转接头转速受限，在高速环境中适应性差，但不到工况要求，磨损严重，经常更换造成浪费；
3.冷却液通道只能对电主轴的外壳进行冷却，而不能配合电主轴高速旋转对电主轴内部温度冷却。
为此我们提出一种高速电主轴用中心冷却旋转接头。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种高速电主轴用中心冷却旋转接头，其特征在于，包括上壳体、下壳体、密封套、顶盖、旋转连接件和旋转轴；
上壳体、顶盖、旋转连接件和旋转轴依次同轴设置，且沿轴线向方向皆设置有通孔，通孔依次连通形成进液通道；
所述顶盖通过第一导柱滑动连接于所述上壳体，所述顶盖端面与旋转连接件一端密封连接，密封套固定连接于所述上壳体，限位套外缘通过第二导柱滑动连接于密封套，支撑套设置于旋转连接件的外缘和限位套之间，所述限位套和支撑套皆套接于旋转连接件外，并与旋转连接件之间留有出液间隙，所述支撑套和所述旋转连接件皆固定连接于旋转轴的一端；
所述顶盖、旋转连接件和旋转轴形成的结构外套设有下壳体，所述旋转轴通过轴承与所述下壳体配合，所述下壳体与所述上壳体固定连接；
所述旋转轴和所述旋转连接件上皆开设与进液通道平行的通孔，通孔与出液间隙形成出液通道；
所述下壳体侧壁开设有出液口，所述出液口与所述出液通道连通。
进一步的，所述旋转连接件与所述下壳体之间设置有第一密封连接件，所述限位套与支撑套之间设置有第二密封连接件，所述第一密封连接件与第二密封连接件皆为陶瓷密封圈，所述出液口为两个。
更进一步的，所述上壳体、顶盖、旋转连接件与密封套形成的空腔与出液通道连通，所述上壳体与密封套间隙配合，并与第一出液口连通。
更进一步的，所述限位套、支撑套、密封套和下壳体形成的空腔通过第二密封连接件出液通道连通，空腔与第二出液口连通，所述旋转连接件和转轴共径的外壁套设有挡环，所述挡环位于第二出液口的一侧。
进一步的，所述旋转轴外套设有两并行设置的轴承来与下壳体连接，其中第一轴承通过隔套和挡圈固定，第二轴承通过轴用挡环和压盖固定。
进一步的，所述下壳体侧壁出液口处设置有流量传感器。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
通过本发明的设置，提供一种单通路进多通路出的中心冷却旋转接头，该单通路进多通路出的中心冷却旋转接头结构简单，配合电主轴使用，可有效改善电主轴内部发热情况；本发明的旋转接头结构简单，易于装配；密封件采用特殊陶瓷材质使接头旋转过程中的摩擦降低，且保证了冷却液循环通路畅通，密封性得到了保证；配合电主轴使用，适应高速旋转的工况，冷却液单通路进多通路出，冷却效率高，大幅改善电主轴内部的发热情况，提高电主轴的使用寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的一种高速电主轴用中心冷却旋转接头的内部结构示意图。
图中：上壳体1、下壳体2、顶盖3、密封套4、限位套5、支撑套6、旋转连接件7、挡环9、旋转轴10、轴用挡环11、压盖12、第二轴承13、挡圈14、隔套15、第一轴承16、密封件Ⅳ17、密封件Ⅲ18、第二导柱19、弹簧Ⅱ20、密封件Ⅱ21、密封件Ⅰ22、第一导柱23、弹簧Ⅰ24。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，一种高速电主轴用中心冷却旋转接头包括上壳体1、下壳体2、密封套4、顶盖3、旋转连接件7和旋转轴10；
上壳体1中间位置设置有进液口(A口)，并与顶盖3、旋转连接件7和旋转轴10依次同轴设置，顶盖3、旋转连接件7和旋转轴10沿轴线向方向设置有通孔，通孔依次连通形成进液通道；进液出口(E口)位于旋转轴10的一端，上壳体1安装于下壳体2的端部，下壳体2呈套筒结构，套筒内壁设置有与内部组件相配合的环状凸起，上壳体1部分嵌入下壳体2套筒结构内，嵌入部分的端面开设有呈环形排布的四个凹槽，凹槽内安装有第一导柱23，第一导柱23外套设有弹簧Ⅰ24，顶盖3通过第一导柱23安装于上壳体1(顶盖3部分嵌入上壳体1进液口中)，顶盖3可沿导柱滑动，顶盖3端部与旋转连接件7端部密封配合，密封处设置有密封件Ⅰ22和密封件Ⅱ21；
旋转连接件7外套设有限位套5和支撑套6，限位套5和支撑套6通过密封件Ⅲ18和密封件Ⅳ17密封连接，并且限位套5、支撑套6两者与旋转连接件7间隙配合，限位套5外套设有密封套4，密封套4固定连接于上壳体1，密封套4临近限位套5端面开设有呈环形排布的四个凹槽，凹槽内安装有第二导柱19，第二导柱19外套设有弹簧Ⅰ24，限位套5通过第二导柱19，安装于密封套4上；
旋转连接件7临近旋转轴10的部分设置有凸缘结构，凸缘结构一侧与支撑套6固定连接，另一侧与旋转轴10固定连接，凸缘结构与旋转轴10配合后共同套设于挡环9内，挡环9位于第二出液口(C口)的一侧；
旋转轴10通过第一轴承16和第二轴承13安装于下壳体2内部，两轴承之间设置有挡圈14和隔套15，隔套15套设与挡圈14外，第二轴承13设置于临近进液出口的一侧，由轴用挡圈14和压盖12固定，压盖12与旋转轴10连接；
旋转轴10和旋转连接件7上皆开设与进液通道平行的通孔，通孔与出液间隙(限位套5、支撑套6两者与旋转连接件7之间的间隙)形成出液通道；
上壳体1、顶盖3、旋转连接件7与密封套4形成的空腔与出液通道连通，上壳体1与密封套4间隙配合，并与第一出液口连通，第一出液口(B口)位于下壳体2的侧壁，上壳体1嵌入部分与下壳体2的配合位置处，优选的，第一出液口处的下壳体2内壁开设有环形凹槽，以便于第一出液口与空腔的连通；
限位套5、支撑套6、密封套4和下壳体2形成的空腔通过第二密封连接件出液通道连通，空腔与第二出液口(C口)连通，优选的，第二出液口处的下壳体2内壁开设有环形凹槽，以便于第二出液口与空腔的连通；
冷却液从上壳体1外端进液口(A口)进入，流经进液通道由进液通道出口(E口)对电主轴内部进行冷却，冷却后从旋转轴10上出液通道中的入口(D口)流回，流经出液通道后进入上壳体1、顶盖3、旋转连接件7与密封套4形成的空腔，最后由第一出液口(B口)排出。在支撑套6与限位套5外侧密封件形成油膜密封，少量的冷却液会由密封处泄露进入至限位套5、支撑套6、密封套4和下壳体2形成的空腔中并由第二出液口(C口)排出。
在其他实施例中，第一密封连接件(密封件Ⅰ22和密封件Ⅱ21)与第二密封连接件(封件Ⅲ和密封件Ⅳ17)皆为陶瓷密封圈。
在其他实施例中，下壳体2侧壁的两出液口皆设置有流量传感器。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高速电主轴用中心冷却旋转接头，其特征在于，包括上壳体、下壳体、密封套、顶盖、旋转连接件和旋转轴；
上壳体、顶盖、旋转连接件和旋转轴依次同轴设置，且沿轴线向方向皆设置有通孔，通孔依次连通形成进液通道；
所述顶盖通过第一导柱滑动连接于所述上壳体，所述顶盖端面与旋转连接件一端密封连接，密封套固定连接于所述上壳体，限位套外缘通过第二导柱滑动连接于密封套，支撑套设置于旋转连接件的外缘和限位套之间，所述限位套和支撑套皆套接于旋转连接件外，并与旋转连接件之间留有出液间隙，所述支撑套和所述旋转连接件皆固定连接于旋转轴的一端；
所述顶盖、旋转连接件和旋转轴形成的结构外套设有下壳体，所述旋转轴通过轴承与所述下壳体配合，所述下壳体与所述上壳体固定连接；
所述旋转轴和所述旋转连接件上皆开设与进液通道平行的通孔，通孔与出液间隙形成出液通道；
所述下壳体侧壁开设有出液口，所述出液口与所述出液通道连通。
2.根据权利要求1所述的一种高速电主轴用中心冷却旋转接头，其特征在于，所述旋转连接件与所述顶盖之间设置有第一密封连接件，所述限位套与支撑套之间设置有第二密封连接件，所述第一密封连接件与第二密封连接件皆为陶瓷密封圈，所述出液口为两个。
3.根据权利要求2所述的一种高速电主轴用中心冷却旋转接头，其特征在于，所述上壳体、顶盖、旋转连接件与密封套形成的空腔与出液通道连通，所述上壳体与密封套间隙配合，并与第一出液口连通。
4.根据权利要求2所述的一种高速电主轴用中心冷却旋转接头，其特征在于，所述限位套、支撑套、密封套和下壳体形成的空腔通过旋转连接件与第二出液口连通，所述旋转连接件和旋转轴共径的外壁套设有挡环，所述挡环位于第二出液口的一侧。
5.根据权利要求1所述的一种高速电主轴用中心冷却旋转接头，其特征在于，所述旋转轴外套设有两并行设置的轴承来与下壳体连接，其中第一轴承通过隔套和挡圈固定，第二轴承通过轴用挡环和压盖固定。
6.根据权利要求1所述的一种高速电主轴用中心冷却旋转接头，其特征在于，所述下壳体侧壁出液口处设置有流量传感器。
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