CN113118867B - 一种直连主轴冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直连主轴冷却装置，包括基座、主轴、马达座和主轴头，所述马达座安装于基座的侧壁，主轴头设置于马达座的一侧，主轴设置于马达座的下端，所述主轴的外壁包覆有冷却框体，冷却框体的上端设置有端盖板；所述冷却框体的周向侧壁设置有多组冷却安装槽，其中一半冷却安装槽内设有第一冷却板，另一半冷却安装槽内设置有第二冷却板；第二冷却板内自上而下依次设置有制冷箱体、液氮冷却腔和冷却油制冷腔，制冷箱体内设有冷凝盘管。本发明克服了现有技术的不足，设计合理，能够多重冷却结构对主轴进行散热，以达到良好的冷却效果，延长主轴的使用寿命，同时方便安装和拆卸，具有较高的社会使用价值和应用前景。

Description

一种直连主轴冷却装置

技术领域

本发明涉及机床主轴技术领域，尤其涉及一种直连主轴冷却装置。

背景技术

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

数控机床主轴，是数控机床操作中一个极为重要的部件，在机床的使用工作中占据着不可或缺的地位，因此对于机床主轴的保护也是有着多层次的保护，例如在工作时对机床主轴的冷却保护，而对于机床主轴冷却保护机构也是有着不同的需求，数控机床主轴在工作时容易发热，需要用到冷却机构对主轴进行散热，但是，现有的散热机构散热效果不明显，导致主轴散热不均匀，容易导致结构使用精度下降，缩短了主轴的使用寿命。

于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种直连主轴冷却装置，以期达到更具有实用价值的目的。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种直连主轴冷却装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种直连主轴冷却装置，包括基座、主轴、马达座和主轴头，所述马达座安装于基座的侧壁，主轴头设置于马达座的一侧，主轴设置于马达座的下端，

所述主轴的外壁包覆有冷却框体，冷却框体的上端设置有端盖板；

所述冷却框体的周向侧壁设置有多组冷却安装槽，其中一半冷却安装槽内设有第一冷却板，另一半冷却安装槽内设置有第二冷却板。

优选的，所述冷却安装槽设置有偶数组，第一冷却板成中心对称设置；第一冷却板内设有冷风扇，冷风扇的外部设置有一层滤网。

优选的，所述第二冷却板内自上而下依次设置有制冷箱体、液氮冷却腔和冷却油制冷腔，制冷箱体内设有冷凝盘管，冷凝盘管的进出口分别与液氮冷却腔连通；

所述冷却油制冷腔内设置有连通管，连通管内设有气液转换腔，所述连通管的上端连接有金属制冷芯，金属制冷芯向液氮冷却腔内延伸端的外壁固定连接有多组制冷圆片。

优选的，所述冷却框体内设有冷却油腔，冷却油腔的内壁交错分布有若干组冷却隔板；冷却油腔的底部设有过滤板，过滤板成波纹状结构；

所述冷却油腔的上端连通有输油进口，输油进口的上端口设置有密封塞，两个输油进口之间通过管路连接，管道的管壁上安装有增压泵。

优选的，所述第一冷却板和第二冷却板的上端设置有锁紧部件，锁紧部件包括锁杆和活动腔，锁杆设置于活动腔内，锁杆向端盖板底部的卡槽内延伸；

所述锁杆的底部两侧对称设有限位滑块，限位滑块的内壁垂直插接有限位支杆，活动腔的内壁设有与限位滑块对应的限位滑槽。

优选的，所述限位支杆的下端外壁套接有第一弹簧，所述限位支杆的上端外壁套接有第二弹簧；所述锁杆的外壁一侧设有用于滑动锁杆的波动凸起。

优选的，所述第一冷却板和第二冷却板的底部分别设有凸块，凸块向冷却安装槽的底部延伸，冷却安装槽的底部设有用于卡接第一冷却板和第二冷却板的凹槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在冷却安装槽内安装第一冷却板和第二冷却板，能够快速安装和拆卸，且在机床不停机时完成，操作方便快捷；

2、通过在第一冷却板内设置冷风扇和滤网，起到风冷和防尘效果；

3、通过在第二冷却板内设置制冷箱体，制冷箱体内采用热管技术对冷却油进行冷却，和传统的油温控制箱相比，体积小，冷却效果显著。

综上，本发明克服了现有技术的不足，设计合理，能够多重冷却结构对主轴进行散热，以达到良好的冷却效果，延长主轴的使用寿命，同时方便安装和拆卸，具有较高的社会使用价值和应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明冷却框体的结构示意图；

图4为本发明A结构放大示意图；

图5为本发明第一冷却板的安装结构示意图；

图6为本发明第二冷却板的安装结构示意图；

图7为本发明B结构放大示意图。

图中：基座1、主轴2、冷却框体3、端盖板4、马达座5、主轴头6、冷却安装槽7、第一冷却板8、冷风扇801、滤网802、第二冷却板9、制冷箱体901、冷凝盘管902、液氮冷却腔903、冷却油制冷腔904、连通管905、气液转换腔906、金属制冷芯907、制冷圆片908、锁紧部件10、锁杆101、活动腔102、限位滑块103、限位支杆104、第一弹簧105、第二弹簧106、卡槽107、波动凸起108、凸块11、冷却油腔12、冷却隔板13、过滤板14、输油进口15、密封塞16。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

实施例1

参照图1-7，一种直连主轴冷却装置，包括基座1、主轴2、马达座5和主轴头6，马达座5安装于基座1的侧壁，主轴头6设置于马达座5的一侧，主轴2设置于马达座5的下端，主轴2的外壁包覆有冷却框体3，冷却框体3的上端设置有端盖板4；

冷却框体3的周向侧壁设置有多组冷却安装槽7，其中一半冷却安装槽7内设有第一冷却板8，另一半冷却安装槽7内设置有第二冷却板9，第一冷却板8和第二冷却板9交叉设置，能够起到很好地散热效果；

冷却安装槽7设置有偶数组，第一冷却板8成中心对称设置；第一冷却板8内设有冷风扇801，冷风扇801的外部设置有一层滤网802，启动冷风扇801，能够对主轴2进行风冷，达到散热效果；同时通过设置滤网802起到一定防尘作用。

第二冷却板9内自上而下依次设置有制冷箱体901、液氮冷却腔903和冷却油制冷腔904，制冷箱体901内设有冷凝盘管902，冷凝盘管902的进出口分别与液氮冷却腔903连通；冷却油制冷腔904内设置有连通管905，连通管905内设有气液转换腔906，连通管905的上端连接有金属制冷芯907，金属制冷芯907向液氮冷却腔903内延伸端的外壁固定连接有多组制冷圆片908。

冷却框体3内设有冷却油腔12，冷却油腔12的上端连通有输油进口15，输油进口15的上端口设置有密封塞16，两个输油进口15之间通过管路连接，管道的管壁上安装有增压泵，密封塞16内设有密封控制开关，加强密封效果；

第一冷却板8和第二冷却板9的上端设置有锁紧部件10，锁紧部件10包括锁杆101和活动腔102，锁杆101设置于活动腔102内，锁杆101向端盖板4底部的卡槽107内延伸；锁杆101的底部两侧对称设有限位滑块103，限位滑块103的内壁垂直插接有限位支杆104，活动腔102的内壁设有与限位滑块103对应的限位滑槽，限位滑槽对限位滑块103进行限位支撑，同时在限位支杆104的支撑作用下，锁杆101上下活动更加稳定；

第一冷却板8和第二冷却板9的底部分别设有凸块11，凸块11向冷却安装槽7的底部延伸，冷却安装槽7的底部设有用于卡接第一冷却板8和第二冷却板9的凹槽，安装时首先将凸块11插入至凹槽内，进而再对锁紧部件10进行安装；

限位支杆104的下端外壁套接有第一弹簧105，限位支杆104的上端外壁套接有第二弹簧106；锁杆101的外壁一侧设有用于滑动锁杆101的波动凸起108，上下滑动波动凸起108，从而实现锁杆101的锁合功能。

实施例2

参照图1-7，本实施例与实施例1的区别在于，冷却油腔12的内壁交错分布有若干组冷却隔板13，冷却隔板13选用半导体制冷片，具有良好的冷却效果；冷却油腔12的底部设有过滤板14，过滤板14成波纹状结构，过滤板14能够对冷却液进行很好地过滤效果，同时设置波纹状结构能够有效减缓冷却液的流速，从而到达更好的制冷效果。

其他未描述结构参照实施例1。

工作原理：本发明中，使用时，首先将第一冷却板8和第二冷却板9安装于冷却安装槽7内；安装时首先将凸块11插入至凹槽内，进而再对锁紧部件10进行安装，向下滑动波动凸起108，波动凸起108带动锁杆101向下活动，待锁杆101对准卡槽107时，松开波动凸起108，此时锁杆101在第一弹簧105和第二弹簧106的弹性力作用下，能够将锁杆101锁合至卡槽107内，从而完成第一冷却板8和第二冷却板9的安装；

并启动冷风扇801，能够对主轴2进行风冷，达到散热效果；同时通过设置滤网802起到一定防尘作用；

此时，气液转换腔906内冷却液受热汽化，汽化后的气体上升至气液转换腔906的顶端，液氮冷却腔903内充满液氮，制冷圆片908将液氮的低温传导给金属制冷芯907，金属制冷芯907再将气液转换腔906顶部的气体冷却，气液转换腔906顶部的气体液化重新流到气液转换腔906的底端，冷却后的液体在气液转换腔906底部再次吸收热油的热量；

制冷箱体901启动，液氮进入冷凝盘管902，从而使得液氮始终能保持循环冷却效果；

与此同时，冷却油腔12内的冷却油在增压泵的作用下，依次通过冷却隔板13的制冷，过滤板14的过滤后，形成制冷回路，进一步达到循环散热效果，已完成本设计的制冷散热功能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

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 (2)

1.一种直连主轴冷却装置，包括基座（1）、主轴（2）、马达座（5）和主轴头（6），所述马达座（5）安装于基座（1）的侧壁，主轴头（6）设置于马达座（5）的一侧，主轴（2）设置于马达座（5）的下端，其特征在于：

所述主轴（2）的外壁包覆有冷却框体（3），冷却框体（3）的上端设置有端盖板（4）；

所述冷却框体（3）的周向侧壁设置有多组冷却安装槽（7），其中一半冷却安装槽（7）内设有第一冷却板（8），另一半冷却安装槽（7）内设置有第二冷却板（9），第一冷却板（8）和第二冷却板（9）交叉设置；

所述第二冷却板（9）内自上而下依次设置有制冷箱体（901）、液氮冷却腔（903）和冷却油制冷腔（904），制冷箱体（901）内设有冷凝盘管（902），冷凝盘管（902）的进出口分别与液氮冷却腔（903）连通；

所述冷却油制冷腔（904）内设置有连通管（905），连通管（905）内设有气液转换腔（906），所述连通管（905）的上端连接有金属制冷芯（907），金属制冷芯（907）向液氮冷却腔（903）内延伸端的外壁固定连接有多组制冷圆片（908）；

所述冷却框体（3）内设有冷却油腔（12），冷却油腔（12）的内壁交错分布有若干组冷却隔板（13），冷却隔板（13）选用半导体制冷片；冷却油腔（12）的底部设有过滤板（14），过滤板（14）成波纹状结构；

所述冷却油腔（12）的上端连通有输油进口（15），输油进口（15）的上端口设置有密封塞（16），密封塞（16）内设有密封控制开关，加强密封效果，两个输油进口（15）之间通过管路连接，管道的管壁上安装有增压泵；

制冷箱体（901）启动，液氮进入冷凝盘管（902），从而使得液氮始终能保持循环冷却效果；冷却油腔（12）内的冷却油在增压泵的作用下，依次通过冷却隔板（13）的制冷，过滤板（14）的过滤后，形成制冷回路，进一步达到循环散热效果；

所述冷却安装槽（7）设置有偶数组，第一冷却板（8）成中心对称设置；第一冷却板（8）内设有冷风扇（801），冷风扇（801）的外部设置有一层滤网（802）；

所述第一冷却板（8）和第二冷却板（9）的上端设置有锁紧部件（10），锁紧部件（10）包括锁杆（101）和活动腔（102），锁杆（101）设置于活动腔（102）内，锁杆（101）向端盖板（4）底部的卡槽（107）内延伸；

所述锁杆（101）的底部两侧对称设有限位滑块（103），限位滑块（103）的内壁垂直插接有限位支杆（104），活动腔（102）的内壁设有与限位滑块（103）对应的限位滑槽；

所述限位支杆（104）的下端外壁套接有第一弹簧（105），所述限位支杆（104）的上端外壁套接有第二弹簧（106）；所述锁杆（101）的外壁一侧设有用于滑动锁杆（101）的波动凸起（108）。

2.根据权利要求1所述的一种直连主轴冷却装置，其特征在于：所述第一冷却板（8）和第二冷却板（9）的底部分别设有凸块（11），凸块（11）向冷却安装槽（7）的底部延伸，冷却安装槽（7）的底部设有用于卡接第一冷却板（8）和第二冷却板（9）的凹槽。

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