CN113146383B - 用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴 - Google Patents

用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴 Download PDF

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Abstract

本发明属于无芯磨床电主轴技术领域，具体涉及一种用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴，包括箱体和主轴，所述箱体内部套设有所述主轴，所述主轴的中部位置轴壁上套设有转子，所述转子的外壁上套设有定子，所述定子的外壁与所述箱体的内壁相抵接；所述箱体的前后两端分别密封锁紧有前轴承座和后轴承座，所述前轴承座、所述后轴承座内的轴承内套接有所述主轴；所述定子的前后两端内部开设有呈环形的降温槽，用于对所述定子进行降温处理，将集成的小型化的永磁电机集成在砂轮主轴内部，摒弃了机械传动，精简去掉了皮带及电动机，影响无芯磨床磨削精度的最重要的一个问题“震动”永久的消除掉了，几何级的提高了磨床的磨削精度。

Description

用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴
技术领域
本发明属于无芯磨床电主轴技术领域，具体涉及一种用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴。
背景技术
建国以后，我们国家制造的无芯磨床都使用轴瓦承载形式，依靠外置的皮带及电动机来传动使用。主要缺点是依靠皮带和外置电动机来带动砂轮主轴运转有无法克服的震动，从而影响无芯磨床的磨削精度。所以我们国家生产的主要的是低端无芯磨床。其它缺点是需要用主轴油润滑，经常会渗漏，既不环保又非常的脏。同时因为是通过机械部件传动，所以非常容易磨损，每一个月都需要保养更换配件。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴，将集成的小型化的永磁电机集成在砂轮主轴内部，摒弃了机械传动，精简去掉了皮带及电动机，影响无芯磨床磨削精度的最重要的一个问题“震动”永久的消除掉了，几何级的提高了磨床的磨削精度。
本发明通过以下技术方案予以实现：
用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴，包括箱体和主轴，所述箱体内部套设有所述主轴，所述主轴的中部位置轴壁上套设有转子，所述转子的外壁上套设有定子，所述定子的外壁与所述箱体的内壁相抵接；所述箱体的前后两端分别密封锁紧有前轴承座和后轴承座，所述前轴承座、所述后轴承座内的轴承内套接有所述主轴；所述定子的前后两端内部开设有呈环形的降温槽，用于对所述定子进行降温处理。
优选的，所述前轴承座内的所述主轴上套设有三组所述轴承，且任意相邻两组所述轴承之间设有第一隔圈，且所述第一隔圈包括第一内隔圈和第一外隔圈，所述第一内隔圈与所述第一外隔圈同轴心套设、同时位于同一径向面。
优选的，所述前轴承座的后侧轴孔处与所述主轴之间套设有第一调整圈，所述第一调整圈的后侧抵接有垫圈、前侧抵接有所述轴承，所述垫圈的后侧抵接有迷宫圈，所述迷宫圈与所述前轴承座的后端面相插接配合，同时所述迷宫圈与所述箱体之间套设有第二调整圈。
优选的，所述前轴承座的前侧端面上抵接有前调整盖，所述前调整盖与所述主轴之间套设有第二隔圈，位于所述前调整盖内的所述主轴上螺纹套接有前锁紧螺母，通过所述前锁紧螺母将所述前调整盖锁紧，同时所述前锁紧螺母随所述主轴转动时，所述前锁紧螺母与所述前调整盖之间为转动抵接；
而且所述前调整盖的前侧还锁紧扣合抵接有前端盖。
优选的，所述后轴承座内的所述主轴上套设有两组所述轴承，且两组所述轴承之间、后侧所述轴承的后端面上均抵接有第三隔圈，且所述第三隔圈包括第三内隔圈和第三外隔圈，所述第三内隔圈与所述第三外隔圈同轴心套设、同时位于同一径向面。
优选的，所述后轴承座的后侧端面上抵接有后调整盖，所述后调整盖的前侧与所述第三隔圈相抵接，位于所述后调整盖内的所述主轴上螺纹套接有后锁紧螺母，通过所述后锁紧螺母将所述后调整盖锁紧，同时所述后锁紧螺母随所述主轴转动时，所述后锁紧螺母与所述后调整盖之间为转动抵接；
而且所述后调整盖的后侧还锁紧扣合抵接有后端盖。
优选的，所述转子的前后两侧端面上均抵接有第四隔圈，前侧所述第四隔圈的前侧与所述主轴的前侧凸起部相抵接，后侧所述第四隔圈的后侧抵接有编码器，所述编码器的后侧抵接有第五隔圈，且所述第五隔圈套设于所述后轴承座内的轴孔处。
优选的，所述前轴承座和所述后轴承座的外周壁上、所述前轴承座和所述后轴承座的外侧端面上分别开设有第一密封槽和第二密封槽，所述前调整盖、所述后调整盖的外侧端面上开设有第三密封槽，所述第一密封槽、所述第二密封槽和所述第三密封槽内均嵌设有O型密封圈；
通过所述第一密封槽内的所述O型密封圈将所述前轴承座、所述后轴承座与所述箱体之间进行密封；通过所述第二密封槽内的所述O型密封圈将所述前轴承座与所述前调整盖、所述后轴承座与所述后调整盖之间进行密封；通过所述第三密封槽内的所述O型密封圈将所述前调整盖与所述前端盖、所述后调整盖与所述后端盖之间进行密封。
优选的，所述轴承为滚动轴承，所述转子和所述定子为永磁式传动。
优选的，所述定子上还包括开设的进水口和出水口，所述进水口、所述出水口均与所述降温槽相连通；所述定子内部还包括集成的PTC热敏电阻元件；所述定子和所述转子之间同心度安装的间隙为0.8mm。
本发明的有益效果为：
本发明的技术方案是将集成的小型化的永磁电机集成在砂轮主轴内部，摒弃了机械传动，精简去掉了皮带及电动机。影响无芯磨床磨削精度的最重要的一个问题“震动”永久的消除掉了。几何级的提高了磨床的磨削精度，达到了世界先进水平。磨削参数超越日本光洋牌无芯磨床。同时由于永磁电机集成于内部，主轴靠滚动轴承转动。不再需要主轴油来润滑，既环保又安静，并且是免维护的。我们日本NSK客户已实际使用4年左右，反应良好。并且始终没有损坏。
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为本发明中的结构正视图；
图2为本发明中的结构后视图；
图3为本发明中的结构剖视图；
图4为本发明中主轴的结构图；
图5为本发明中转子的结构图；
图6为本发明中定子的结构图；
图7为本发明中定子的剖视图；
图8为本发明中迷宫圈的结构图。
图中：1-箱体、2-主轴、3-转子、4-定子、41-降温槽、5-前轴承座、6-后轴承座、71-第一内隔圈、72-第一外隔圈、73-第二隔圈、74-第三内隔圈、75-第三外隔圈、76-第四隔圈、77-第五隔圈、81-第一调整圈、82-第二调整圈、9-垫圈、10-迷宫圈、11-前调整盖、12-前锁紧螺母、13-前端盖、14-后调整盖、15-后锁紧螺母、16-后端盖、17-编码器、18-第一密封槽、19-第二密封槽、20-第三密封槽。
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作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。
实施例一：
请参阅图1～8所示，本发明提供了一实施例，具体公开提供了一种用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴的技术方案，用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴，包括箱体1和主轴2，箱体1内部套设有主轴2，主轴2的中部位置轴壁上套设有转子3，转子3的外壁上套设有定子4，定子4的外壁与箱体1的内壁相抵接；箱体1的前后两端分别密封锁紧有前轴承座5和后轴承座6，前轴承座5、后轴承座6内的轴承内套接有主轴2；定子4的前后两端内部开设有呈环形的降温槽41，用于对定子4进行降温处理。通过上述技术方案中设置的定子4和转子3，能够提高本发明主轴2结构的灵活性，提高电机的功率因素和启动扭矩，可直接驱动负载。通过设置的降温槽41，能够保证主轴2定子4设定温度下进行运转，可防止由于温度变化带来主轴2的相关参数变化，防止因温度变化引起制造产品过程中带来的不合格。
请继续参阅图1～8所示，具体的，前轴承座5内的主轴2上套设有三组轴承，且任意相邻两组轴承之间设有第一隔圈，且第一隔圈包括第一内隔圈71和第一外隔圈72，第一内隔圈71与第一外隔圈72同轴心套设、同时位于同一径向面。
具体的，前轴承座5的后侧轴孔处与主轴2之间套设有第一调整圈81，第一调整圈81的后侧抵接有垫圈9、前侧抵接有轴承，垫圈9的后侧抵接有迷宫圈10，迷宫圈10与前轴承座5的后端面相插接配合，同时迷宫圈10与箱体1之间套设有第二调整圈82。
具体的，前轴承座5的前侧端面上抵接有前调整盖11，前调整盖11与主轴2之间套设有第二隔圈73，位于前调整盖11内的主轴2上螺纹套接有前锁紧螺母12，通过前锁紧螺母12将前调整盖11锁紧，同时前锁紧螺母12随主轴2转动时，前锁紧螺母12与前调整盖11之间为转动抵接；
而且前调整盖11的前侧还锁紧扣合抵接有前端盖13。
具体的，后轴承座6内的主轴2上套设有两组轴承，且两组轴承之间、后侧轴承的后端面上均抵接有第三隔圈，且第三隔圈包括第三内隔圈74和第三外隔圈75，第三内隔圈74与第三外隔圈75同轴心套设、同时位于同一径向面。通过上述五组轴承支撑，且前侧分别三组，后侧分布两组，以此提高主轴2运转时的负荷承载能力；
具体的，后轴承座6的后侧端面上抵接有后调整盖14，后调整盖14的前侧与第三隔圈相抵接，位于后调整盖14内的主轴2上螺纹套接有后锁紧螺母15，通过后锁紧螺母15将后调整盖14锁紧，同时后锁紧螺母15随主轴2转动时，后锁紧螺母15与后调整盖14之间为转动抵接；
而且后调整盖14的后侧还锁紧扣合抵接有后端盖16。
具体的，转子3的前后两侧端面上均抵接有第四隔圈76，前侧第四隔圈76的前侧与主轴2的前侧凸起部相抵接，后侧第四隔圈76的后侧抵接有编码器17，此处可为感应式编码器17，编码器17的后侧抵接有第五隔圈77，且第五隔圈77套设于后轴承座6内的轴孔处。通过上述设置感应式的编码器17，能够通过编码器17反馈永磁电机的转速，从而利用永磁控制器控制永磁电机的转速，特别是在特殊的加工位置，可根据不同的加工扭矩设定加工速度，从而可以得到合适的加工速度最终得到要求的加工精度；通过使电主轴2采用的永磁电机与永磁驱动器匹配控制、编码器17与无芯磨床伺服控制系统配合，永磁定子4的输出线与伺服控制系统连接，能够使电主轴2与控制系统密切配合，能够实现速度、位置、精度的完美匹配，实现实现高速准停、快速速度转换。
具体的，前轴承座5和后轴承座6的外周壁上、前轴承座5和后轴承座6的外侧端面上分别开设有第一密封槽18和第二密封槽19，前调整盖11、后调整盖14的外侧端面上开设有第三密封槽20，第一密封槽18、第二密封槽19和第三密封槽20内均嵌设有O型密封圈；
通过第一密封槽18内的O型密封圈将前轴承座5、后轴承座6与箱体1之间进行密封；通过第二密封槽19内的O型密封圈将前轴承座5与前调整盖11、后轴承座6与后调整盖14之间进行密封；通过第三密封槽20内的O型密封圈将前调整盖11与前端盖13、后调整盖14与后端盖16之间进行密封。进一步提高本发明的整体结构密封性能。
具体的，轴承为滚动轴承，转子3和定子4为永磁式传动。
具体的，定子4上还包括开设的进水口和出水口(图中未示出，其直径为12mm)，进水口、出水口均与降温槽41相连通；方便循环冷却水经进水口进入降温槽41内进行降温水冷，同时冷却后的循环水经出水口排出；定子4内部还包括集成的PTC热敏电阻元件；通过设置的PTC热敏电阻元件可随时监测感应温度阈值，发送信号至芯磨床伺服控制系统，便于及时调节参数对其更优降温操作；定子4和转子3之间同心度安装的间隙为0.8mm，保证电机使用时的定转子3安装的同心度，避免发生扫膛现象。
下表为本发明实施中的电机电气相关参数：
Figure BDA0002992587970000071
/>
本发明在采用上述结构的设计和使用下，集成化的小型永磁电机内置于砂轮主轴2中心内部，发力更均匀，更持久。主轴2上集成了永磁电机转子3，箱体1内部安装了永磁电机定子4，通电后转子3主轴2通过滚动轴承高速旋转。既稳定又安静。通过定子4外部的降温槽41来降温定子4。定子4内部集成了热敏电阻元件等等电子元件，为将来磨床的智能化柔性生产打下基础。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.用于无芯磨床永磁电砂轮的主轴，包括箱体（1）和主轴（2），其特征在于，所述箱体（1）内部套设有所述主轴（2），所述主轴（2）的中部位置轴壁上套设有转子（3），所述转子（3）的外壁上套设有定子（4），所述定子（4）的外壁与所述箱体（1）的内壁相抵接；所述箱体（1）的前后两端分别密封锁紧有前轴承座（5）和后轴承座（6），所述前轴承座（5）、所述后轴承座（6）内的轴承内套接有所述主轴（2）；所述定子（4）的前后两端内部开设有呈环形的降温槽（41），用于对所述定子（4）进行降温处理；
所述前轴承座（5）内的所述主轴（2）上套设有三组所述轴承，且任意相邻两组所述轴承之间设有第一隔圈，且所述第一隔圈包括第一内隔圈（71）和第一外隔圈（72），所述第一内隔圈（71）与所述第一外隔圈（72）同轴心套设、同时位于同一径向面；
所述前轴承座（5）的后侧轴孔处与所述主轴（2）之间套设有第一调整圈（81），所述第一调整圈（81）的后侧抵接有垫圈（9）、前侧抵接有所述轴承，所述垫圈（9）的后侧抵接有迷宫圈（10），所述迷宫圈（10）与所述前轴承座（5）的后端面相插接配合，同时所述迷宫圈（10）与所述箱体（1）之间套设有第二调整圈（82）；
所述前轴承座（5）的前侧端面上抵接有前调整盖（11），所述前调整盖（11）与所述主轴（2）之间套设有第二隔圈（73），位于所述前调整盖（11）内的所述主轴（2）上螺纹套接有前锁紧螺母（12），通过所述前锁紧螺母（12）将所述前调整盖（11）锁紧，同时所述前锁紧螺母（12）随所述主轴（2）转动时，所述前锁紧螺母（12）与所述前调整盖（11）之间为转动抵接；而且所述前调整盖（11）的前侧还锁紧扣合抵接有前端盖（13）；
所述后轴承座（6）内的所述主轴（2）上套设有两组所述轴承，且两组所述轴承之间、后侧所述轴承的后端面上均抵接有第三隔圈，且所述第三隔圈包括第三内隔圈（74）和第三外隔圈（75），所述第三内隔圈（74）与所述第三外隔圈（75）同轴心套设、同时位于同一径向面；
所述后轴承座（6）的后侧端面上抵接有后调整盖（14），所述后调整盖（14）的前侧与所述第三隔圈相抵接，位于所述后调整盖（14）内的所述主轴（2）上螺纹套接有后锁紧螺母（15），通过所述后锁紧螺母（15）将所述后调整盖（14）锁紧，同时所述后锁紧螺母（15）随所述主轴（2）转动时，所述后锁紧螺母（15）与所述后调整盖（14）之间为转动抵接；而且所述后调整盖（14）的后侧还锁紧扣合抵接有后端盖（16）；
所述转子（3）的前后两侧端面上均抵接有第四隔圈（76），前侧所述第四隔圈（76）的前侧与所述主轴（2）的前侧凸起部相抵接，后侧所述第四隔圈（76）的后侧抵接有编码器（17），所述编码器（17）的后侧抵接有第五隔圈（77），且所述第五隔圈（77）套设于所述后轴承座（6）内的轴孔处；
所述前轴承座（5）和所述后轴承座（6）的外周壁上、所述前轴承座（5）和所述后轴承座（6）的外侧端面上分别开设有第一密封槽（18）和第二密封槽（19），所述前调整盖（11）、所述后调整盖（14）的外侧端面上开设有第三密封槽（20），所述第一密封槽（18）、所述第二密封槽（19）和所述第三密封槽（20）内均嵌设有O型密封圈；
通过所述第一密封槽（18）内的所述O型密封圈将所述前轴承座（5）、所述后轴承座（6）与所述箱体（1）之间进行密封；通过所述第二密封槽（19）内的所述O型密封圈将所述前轴承座（5）与所述前调整盖（11）、所述后轴承座（6）与所述后调整盖（14）之间进行密封；通过所述第三密封槽（20）内的所述O型密封圈将所述前调整盖（11）与所述前端盖（13）、所述后调整盖（14）与所述后端盖（16）之间进行密封；
五组所述轴承为滚动轴承，所述转子（3）和所述定子（4）为永磁式传动；
所述定子（4）上还包括开设的进水口和出水口，所述进水口、所述出水口均与所述降温槽（41）相连通；所述定子（4）内部还包括集成的PTC热敏电阻元件；所述定子（4）和所述转子（3）之间同心度安装的间隙为0.8mm。
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