CN113118480A - 一种新型的电主轴装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的电主轴装置，包括主轴部分和油缸部分；所述主轴部分包括壳体、设在壳体内的定子和转子、与转子固定连接且设中心通孔的传动轴、通过径向限位部件设在传动轴的中心通孔内可轴向运动的拉杆；所述油缸部分包括与主轴部分的壳体固定连接的缸体、可转动地设在缸体内的活塞杆，所述活塞杆的一端与所述拉杆连接，另一端设有位移传感器。本发明既能提供相对于壳体的周向力矩，又能提供相对于壳体的轴向力矩。
Description
技术领域
本发明属于电主轴，具体涉及一种新型的电主轴装置。
背景技术
电主轴在机床领域应用十分广泛，但传统的电主轴多有高转速、低扭矩的特性，且只能提供相对于电主轴周向方向的力矩。而目前很多机械结构都需要不止一个方向的力。为了解决这一问题，传统的办法一般是继续添加机械结构。但这样的解决方案不仅造成产品结构复杂，且往往会大大增加机床的体积、重量、占地面积等，且间接地增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的电主轴装置，既能提供相对于电主轴周向的稳定力矩又能提供轴向的双向作用力。
实现本发明目的的技术方案是：
本发明提供的新型的电主轴装置，包括主轴部分和油缸部分；所述主轴部分包括壳体、设在壳体内的定子和转子、与转子固定连接且设中心通孔的传动轴、通过径向限位部件设在传动轴的中心通孔内可轴向运动的拉杆；所述油缸部分包括与主轴部分的壳体固定连接的缸体、可转动地设在缸体内的活塞杆，所述活塞杆的一端与所述拉杆连接，另一端设有位移传感器。
所述传动轴上固定有光栅，所述壳体上固定有与光栅对应的感应触头。
所述径向限位部件为设在主轴部分端部的夹具，夹具包括与所述壳体固定连接的外芯、设在外芯内与外芯键连接的内芯，所述内芯与所述拉杆固定连接。
所述主轴部分中的拉杆包括第一拉杆和与第一拉杆连接的第二拉杆，第二拉杆的端部与所述内芯连接。
所述活塞杆设有中心通孔，活塞杆的中心通孔内设有第三拉杆，所述第三拉杆一端与第一拉杆连接，另一端与所述位移传感器连接。
有益效果：
本发明的特点如下：
1、将旋转活塞杆与普通电主轴结合。本发明中定子通电产生电磁感应从而带动转子旋转，传动轴可跟随转子以相同的方向和角速度旋转，活塞杆、拉杆、夹具的内芯和外芯都与传动轴可以相同的方向和角速度旋转，与此同时在旋转油缸部分的液压油推动下，活塞杆、拉杆、夹具的内芯相对于壳体可做轴向运动。这便实现了本发明既能提供相对于壳体的周向力矩，又能提供相对于壳体的轴向力矩的发明目的。
2、把夹具当做动力传导的一个媒介。夹具的外芯与内芯通过“键连接”的方式连接，外芯可带动内芯旋转，内芯在外芯内相对于壳体的轴向方向可以进行滑动位移。这样的夹具把旋转活塞杆和普通的电主轴结合起来构成了多功能的新型电主轴。
3、位移传感器。位移传感器与拉杆连接，可用于对夹具的位移精确控制，保护夹具避免其因产生不准确的位移而损坏。
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中主轴部分的结构示意图。
图3是本发明中油缸部分的结构示意图。
图4是本发明中油缸部分的不同状态示意图。
图中：1、外壳；2、定子；3、转子；4、传动轴；5、螺母A；6、轴套A；7、轴套B；8、密封圈A；9、轴套C；10、轴承A；11、光栅；12、螺母B；13、感应触头；14、压盖；15、端盖A；16、密封圈B；17、轴承B；18、轴承C；19、套筒；20、端盖B；21、密封圈C；22、端盖C；23、拉杆B；24、拉杆A；25、活塞杆；26、端盖D；27、螺钉；28、油缸A；29、密封圈D；30、弹性块A；31、油缸B；32、轴承D；33、密封圈E；34、端盖E；35、位移传感器；36、拉杆C；37、油孔A；38、油路A；39、油路B；40、油室A；41、油室B；42、油孔B；43、螺孔A；44、螺孔B；45、夹具；46、主轴箱体；47、支撑柱；48、弹性块B；49、轴承E；50、轴承F；51、轴承G。
具体实施方式
见图1——图3，本发明由主轴部分（参见图2）和油缸部分（参见图3、图4）两部分组成；所述主轴部分包括壳体、设在壳体内的定子2和转子3、与转子3固定连接且设中心通孔的传动轴4、通过径向限位部件设在传动轴4的中心通孔内可轴向运动的拉杆；所述油缸部分包括与主轴部分的壳体固定连接的缸体、可转动地设在缸体内的活塞杆，所述活塞杆的一端与所述拉杆连接，另一端设有位移传感器35。
所述传动轴4上固定有光栅11，所述壳体上固定有与光栅11对应的感应触头13。
所述径向限位部件为设在主轴部分传动轴4端部的夹具45，夹具45包括与所述传动轴4固定连接的外芯45a、设在外芯45a内与外芯45a键连接的内芯45b，所述内芯45b与所述拉杆固定连接。
所述主轴部分中的拉杆包括拉杆B23和与拉杆B23连接的拉杆A24，拉杆A24的端部与所述内芯45b连接。
所述活塞杆25设有中心通孔，活塞杆25的中心通孔内设有拉杆C36，所述拉杆C36一端与拉杆B23连接，另一端与所述位移传感器35连接。
本发明更具体的结构如图1、图2所示，主轴部分主要由外壳1、定子2、转子3、传动轴4、螺母A5、轴套A6、轴套B7、密封圈A8、轴套C9、轴承A10、光栅11、螺母B12、感应触头13、压盖14、端盖A15、密封圈B16、轴承B17、轴承C18、套筒19、端盖B20、密封圈C21、端盖C22、拉杆B23、拉杆A24等组成，其中外壳1、压盖14、端盖A15、端盖B20构成壳体；端盖A15通过螺栓连接紧固在外壳1上，端盖A 15与外壳1将定子2、轴套A6、轴套B7挤压在中间，使定子2、轴套A6、轴套B7相对于外壳1轴向方向被约束；螺母A5通过螺纹连接将转子3紧固在传动轴4上，端盖B20通过螺栓连接紧固在外壳1上，端盖A15、轴承E 49、传动轴4、轴承B17内圈、轴承C18内圈、套筒19、轴承F 50、端盖B20通过相对于外壳1的轴向相互挤压固定在一起；端盖B20通过与外壳1的螺纹连接将轴承C18、轴承B17的外圈与传动轴4挤压在一起；螺母12通过螺纹连接将光栅11固定在传动轴4上，感应触头13通过螺栓连接固定在端盖A15上，感应触头13与光栅11的配合用于测量传动轴4的转速；轴套A6与轴套C9通过挤压将轴套B7和密封圈A8固定在中间；端盖C22和端盖B20通过挤压将密封圈C21固定在中间，密封圈A8、密封圈B16、密封圈C21在此处起密封作用。
如图1——图3所示，定子2通电产生电磁感应从而带动转子3旋转，转子3通过螺母A5的锁紧力与传动轴4固定在一起，所以传动轴4跟随转子3以相同的方向和角速度旋转，传动轴4通过螺栓连接与夹具45的外芯紧固在一起；夹具45主要分为外芯45a和内芯45b两部分，外芯45a为一内部中空的类圆柱体，内芯45b为一类似于花键的圆柱体，所以外芯45a与内芯45b通过“键连接”的方式连接，外芯45a可带动内芯45b随同传动轴4一起旋转，在外壳1的轴向方向内芯45b相对于外芯45a可以进行滑动位移；夹具45的内芯45b通过螺纹连接与拉杆A24紧固在一起，拉杆A24通过螺纹连接与拉杆B23紧固在一起，拉杆B23通过螺纹连接与活塞杆25端部的螺孔A43连接在一起，活塞杆25端部的侧壁设有螺孔B44，用于设置螺钉将拉杆B23定位。因此活塞杆25、拉杆B23 、拉杆A24、夹具45的内芯45b和外芯45a都与传动轴4以相同的方向和角速度旋转，与此同时在油缸部分的液压油推动下，活塞杆25可带动拉杆B23 、拉杆A24、夹具45的内芯45b相对于外壳1做轴向运动，这便实现了本发明既能提供相对于外壳1的周向力矩，又能提供相对于外壳1的轴向力矩的技术效果。
如图1、图2所示，压盖14与端盖A15通过楔形面连接，压盖14可对端盖A15相对于外壳1的轴向进行压紧。外壳1、压盖14通过螺栓连接将整个电主轴固定在主轴箱体46上。
油缸部分如图1、图3所示，包括端盖D26、油缸A28、端盖E34、油缸B31、活塞杆25，其中端盖D26、油缸A28、端盖E34、油缸B31构成缸体；油缸A28与端盖D26通过螺钉27与主轴部分的端盖15紧固在一起；端盖E34通过螺栓与油缸B31紧固在一起，并将密封圈E33、轴承D32压在油缸B31内；油缸A28与油缸B31通过螺栓连接紧固在一起，并将密封圈D29、轴承G51压在油缸B31内，活塞杆25设在缸体内的轴承D32和轴承G51上；油缸B31上设有油孔A37，油缸A28上设有油孔B42、油室A40和与油孔B42连通的油室B41，活塞杆25上设有与油孔A37和与油室A40连通的油路A38、油路B39，端盖D26与端盖E34内分别设有位于活塞杆25两端的弹性块A30、弹性块B48；活塞杆25设有中心通孔，拉杆C36安装在活塞杆25的中心通孔内，拉杆C36一端与拉杆B23连接，另一端与位移传感器35连接，位移传感器35固定在支撑柱47上，位移传感器35用于对夹具45的位移精确控制，保护夹具避免其因产生不准确的位移而损坏。
见图3，当油孔A37进油，液压油通过油路A38和油路B39进入油室A40，活塞杆25被液压油从油室A40推向油室B41，直到活塞杆25位于上极限位置为止；见图4，当油孔B42进油，液压油进入油室B41，活塞杆25被液压油从油室B41推向油室A40，直到活塞杆25位于下极限位置为止。
Claims (5)
1.一种新型的电主轴装置，其特征是包括主轴部分和油缸部分；所述主轴部分包括壳体、设在壳体内的定子和转子、与转子固定连接且设中心通孔的传动轴、通过径向限位部件设在传动轴的中心通孔内可轴向运动的拉杆；所述油缸部分包括与主轴部分的壳体固定连接的缸体、可转动地设在缸体内的活塞杆，所述活塞杆的一端与所述拉杆连接，另一端设有位移传感器。
2.根据权利要求1所述的新型的电主轴装置，其特征是所述传动轴上固定有光栅，所述壳体上固定有与光栅对应的感应触头。
3.根据权利要求1或2所述的新型的电主轴装置，其特征是所述径向限位部件为设在主轴部分端部的夹具，夹具包括与所述壳体固定连接的外芯、设在外芯内与外芯键连接的内芯，所述内芯与所述拉杆固定连接。
4.根据权利要求3所述的新型的电主轴装置，其特征是所述主轴部分中的拉杆包括第一拉杆和与第一拉杆连接的第二拉杆，第二拉杆的端部与所述内芯连接。
5.根据权利要求5所述的新型的电主轴装置，其特征是所述活塞杆设有中心通孔，活塞杆的中心通孔内设有第三拉杆，所述第三拉杆一端与第一拉杆连接，另一端与所述位移传感器连接。
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