CN113357271A - 电主轴结构及加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电主轴结构及加工设备，电主轴结构包括主轴和前轴承座，所述前轴承座内设置有至少两个轴承，所述前轴承座上设置有润滑油道和回油通道，且所述润滑油道与对应的所述轴承的油气润滑孔连通，所述回油通道与所述轴承的下端面连通。本发明的电主轴结构及加工设备，利用润滑油道分别与外圈具有油气润滑孔的轴承一一对应配合，从而实现每一轴承的单独润滑，同时利用油气润滑孔将润滑油气导入至轴承内部，能够完成轴承的高效润滑，减小油气压力损失，有效的避免了现有技术中因油气大量供应产生过两润滑或者产生污染的问题，同时在外隔环和/或前端法兰上分别设置回油流道，对所有轴承进行油气回收，有效的避免油气的泄露。

Description

电主轴结构及加工设备

技术领域

本发明涉及制造设备技术领域，特别地涉及一种电主轴结构及加工设备。

背景技术

随着高速加工技术的发展，制造业对机床转速的要求越来越高。作为机床的核心部件，电主轴也在朝着高速的方向发展。电主轴的回转运动主要依赖于芯轴两端的支撑轴承，轴承的转速及承载能力直接影响了电主轴的性能。

润滑是影响轴承性能的一个关键因素，传统的电主轴轴承润滑方式多为脂润滑、油润滑等。这些润滑方式多为过量润滑，不仅浪费资源，还会在轴承内产生额外的摩擦力矩，影响轴承性能，限制电主轴的极限转速。为了提高轴承转速，目前高速轴承多采用油气润滑。油气润滑属于微量润滑，其特点是将定量的润滑油通过压缩空气运输至轴承内，由于润滑油量少，在轴承内产生摩擦力矩低，轴承发热量小，轴承转速可极大提高；而压缩空气不仅用于运输润滑油，还可以提高轴承的冷却效果，并对轴承进行气封。

但目前许多油气润滑电主轴供油精度不高，经常使用一条油路同时为两个轴承供油，并对不同轴承使用相同的油气润滑参数。若使用一条油路同时为两个轴承供油，如果设计不合理会导致两个轴承供油不均，由于油气润滑是微量润滑，容易造成轴承供油不足，导致轴承烧结。另一方面高速主轴设计时常常将润滑系统入口与出口设置在后端端盖处，导致了油气润滑管路到前轴承处路径长，压差损失大等问题，对外界油压泵要求高；工艺上深孔加工加工工艺也有较高要求。

专利申请号为CN106735335A的专利公开了一种精确供油的油气润滑电主轴，每个轴承分别设置一条油气润滑油路；轴承壳体上设置有油气进口及油气出口，油气管道通过壳体，轴承室及轴承外隔垫，并在管道末端设置有油气喷嘴，各轴承都有单独的输油管路、喷嘴及回油管路，该润滑结构虽然对每个轴承进行了单独油路设计，但有两个缺点：1.末端采用喷油嘴喷油，油气发散，无法高效润滑轴承滚珠；2.分散的油气可能跑出轴承部位对电机等处有污染。

专利申请号为CN110594298A的专利公开了一种主轴前端轴承油气润滑机构，前轴承座内开设有至少一条油气注入通道，前轴承的外环开设有第一通孔，第一通孔与油气注入通道相连通，前轴承座内开设有一条排油通道，外隔环上开设有第二通孔，第二通孔与排油通道相连通，借由第二通孔将内隔环与外隔环之间的油气混合流体引导至排油通道，并由排油通道排出。但其存在以下问题：1.回油管路回油口设置在轴承一侧，对另一侧油气回收效果不好；2.对加工过程中油气密封要求极高的主轴类型如石墨机主轴，少量油气逃逸到电机和其他部位并未进行收集和防护。

发明内容

本发明提供一种能够对轴承进行精确供油、减少油气压力损失且避免油气损失和油气对其他结构产生污染的电主轴结构及加工设备，以解决现有技术中轴承润滑精度差且无法对油气进行可靠回收和防污染的问题。

为此，本发明提供一种电主轴结构，包括主轴和前轴承座，所述前轴承座内设置有至少两个轴承，所述轴承的外圈上设置有油气润滑孔，所述轴承具有下端面，所述前轴承座上设置有润滑油道和回油通道，所述润滑油道与所述轴承一一对应，且所述润滑油道与对应的所述轴承的油气润滑孔连通，所述回油通道与所述轴承的下端面连通。

所述电主轴结构还包括前端法兰，所述前端法兰设置有所述前轴承座上，且所述前端法兰的上端面与相邻的所述轴承抵接，所述前端法兰的上端面上设置有第一回油流道，所述回油通道与所述第一回油流道连通。

所述上端面上凹陷形成第一集油槽，所述第一集油槽构成所述回油流道。

所述第一集油槽为环形凹槽。

所述主轴的轴线与重力方向平行，且所述第一集油槽的开口方向与重力方向相反。

相邻两个所述轴承之间设置有一个外隔环，所述外隔环上设置有第二回油流道，所述回油通道与所述第二回油流道连通。

相邻两个所述轴承包括上轴承和下轴承，所述外隔环的第一端面与所述上轴承抵接，所述外隔环的第二端面与所述下轴承抵接，且所述第一端面上凹陷形成第二集油槽，所述第二集油槽构成所述回油流道。

所述第二集油槽为环形凹槽。

所述主轴的轴线与重力方向平行，且所述第二集油槽的开口方向与重力方向相反。

所述前轴承座具有顶端面，所述顶端面上凹陷形成第一储油槽。

所述主轴的轴线与重力方向平行，且所述第一储油槽的开口方向与重力方向相反。

所述电主轴结构还包括隔套，所述隔套设置于所述主轴上，所述前端法兰套设于所述隔套的外周侧，且所述隔套与所述前端法兰之间设置有迷宫密封结构。

所述电主轴结构还包括隔套，所述隔套设置于所述主轴上，所述前端法兰套设于所述隔套的外周侧，所述隔套的上侧面与相邻的所述轴承之间抵接，且所述上侧面上凹陷形成第一半槽，所述前端法兰的上端面凹陷形成第二半槽，所述第一半槽和所述第二半槽配合构成所述第一回油流道。

所述电主轴结构还包括后轴承座，所述后轴承座内设置有至少一个轴承，所述轴承的外圈上设置有油气润滑孔，所述轴承具有下端面，所述后轴承座上设置有润滑油道和回油通道，所述润滑油道与所述轴承一一对应，且所述润滑油道与对应的所述轴承的油气润滑孔连通，所述回油通道与所述轴承的下端面连通。

所述润滑油道的一端突出所述电主轴结构形成一个油气润滑入口。

所述电主轴结构还包括压力检测机构，所述压力检测机构能够获取每一所述润滑油道的压力值和/或所述回油通道的压力值。

一种加工设备，包括上述的电主轴结构。

本发明的电主轴结构及加工设备，利用润滑油道分别与外圈具有油气润滑孔的轴承一一对应配合，根据不同的轴承进行单独的油气供给，从而实现每一轴承的单独润滑，同时利用油气润滑孔将润滑油气导入至轴承内部，能够完成轴承的高效润滑，减小油气压力损失，有效的避免了现有技术中因油气大量供应产生过两润滑或者产生污染的问题，同时在外隔环和/或前端法兰上分别设置回油流道，对所有轴承进行油气回收，有效的避免油气的泄露，第一储油槽能够对溢出的油气在重力作用下进行收集存储，防止油气乱窜污染电机关键结构，迷宫密封结构具有足够的空隙用于存储油气，并利用该油气形成气幕，有效的防止外部的灰尘水汽进入主轴产生污染，对油气进行收集和防护，保证主轴加工时的油气防护、清洁与可靠。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1是本发明提供的实施例的电主轴结构的结构示意图。

图2是本发明提供的实施例的电主轴结构的剖视图；

图3是本发明提供的实施例的电主轴结构的另一剖视图；

图4是本发明提供的实施例的前轴承座的结构示意图；

图5是本发明提供的实施例的前轴承座的剖视图；

图6是本发明提供的实施例的前轴承座的另一剖视图；

图7是本发明提供的实施例的外隔环的剖视图；

图8是本发明提供的实施例的前端法兰的剖视图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

1、主轴；2、前轴承座；3、轴承；31、油气润滑孔；32、下端面；4、润滑油道；5、回油通道；6、前端法兰；61、第一回油流道；7、外隔环；71、第二回油流道；21、顶端面；22、第一储油槽；8、隔套；41、油气润滑入口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图8所示，本发明的电主轴结构，包括主轴1和前轴承座2，所述前轴承座2内设置有至少两个轴承3，所述轴承3的外圈上设置有油气润滑孔31，所述轴承3具有下端面32，所述前轴承座2上设置有润滑油道4和回油通道5，所述润滑油道4与所述轴承3一一对应，且所述润滑油道4与对应的所述轴承3的油气润滑孔31连通，所述回油通道5与所述轴承3的下端面32连通。本发明的技术方案为每一前轴承座2内的轴承3均设置了独立的润滑油道4用于向轴承3内输送起润滑和冷却作用的油气，也即每个轴承3均能够通过调节相对应的润滑油道4来调节其润滑冷却效果，从而实现每个轴承3的精确润滑，同时为了克服现有技术中回油通道5处于轴承3的一侧而造成该轴承3的另一侧的回油效果差的问题，而创造性的将回油通道5与轴承3的下端面32连通，使得油气能够在进入轴承3之后充分的在轴承3内进行润滑冷却，并在重力的作用下，直接从轴承3的下端面32排出轴承3，也即轴承3包括外圈和内圈，在轴承3的下端面32处，外圈和内圈之间是存在环形间隙的，油气能够通过该环形间隙排出轴承3的，而无需限定油气从轴承3特定的位置排出，实现进行油气的可靠回收，减小油气压力损失，避免油气的泄露。

所述电主轴结构还包括前端法兰6，所述前端法兰6设置有所述前轴承座2上，且所述前端法兰6的上端面与相邻的所述轴承3抵接，所述前端法兰6的上端面上设置有第一回油流道61，所述回油通道5与所述第一回油流道61连通。利用前端法兰6上的第一回油流道61对相邻的轴承3所排出的油气进行承接，从在承接后送至回油通道5内排出电主轴结构完成润滑冷却。也即利用前端法兰6对处于最下方的轴承3所排出的油气进行收集。

所述上端面上凹陷形成第一集油槽，所述第一集油槽构成所述回油流道。轴承3排出的油气能够在重力的作用下进入到第一集油槽内进行收集。

优选的，所述第一集油槽为环形凹槽，使得第一集油槽能够与轴承3的整个环形间隙的任意位置配合进行油气的承接。

所述主轴1的轴线与重力方向平行，且所述第一集油槽的开口方向与重力方向相反。由轴承3排出的油气能够在重力的作用下滴落，并由第一集油槽的开口进入第一集油槽内完成油气的收集。

相邻两个所述轴承3之间设置有一个外隔环7，所述外隔环7上设置有第二回油流道71，所述回油通道5与所述第二回油流道71连通，利用设置在相邻两个所述轴承3之间的外隔环7对轴承3所排出的油气进行收集。

相邻两个所述轴承3包括上轴承和下轴承，所述外隔环7的第一端面与所述上轴承抵接，所述外隔环7的第二端面与所述下轴承抵接，且所述第一端面上凹陷形成第二集油槽，所述第二集油槽构成所述回油流道。轴承3排出的油气能够在重力的作用下进入到第二集油槽内进行收集。

优选的，所述第二集油槽为环形凹槽，使得第二集油槽能够与轴承3的整个环形间隙的任意位置配合进行油气的承接。

所述主轴1的轴线与重力方向平行，且所述第二集油槽的开口方向与重力方向相反。由轴承3排出的油气能够在重力的作用下滴落，并由第二集油槽的开口进入第二集油槽内完成油气的收集。

前轴承座2和主轴1之间为了避免产生干涉必然会存在间隙，进入到轴承3或者前轴承座2中的油气会通过该间隙在电主轴结构中自由流动，而现有技术中油气由间隙流至电主轴结构的其他位置时，并无任何结构能够对该油气进行收集，因此本发明的所述前轴承座2具有顶端面21，所述顶端面21上凹陷形成第一储油槽22。利用第一储油槽22对由前述间隙溢出的油气进行一定程度的收集，防止油气乱窜污染电机关键结构。

所述主轴1的轴线与重力方向平行，且所述第一储油槽22的开口方向与重力方向相反。油气能够在重力的作用下自发的通过第一储油槽22的开口流入至第一储油槽22内进行存储。

所述电主轴结构还包括隔套8，所述隔套8设置于所述主轴1上，所述前端法兰6套设于所述隔套8的外周侧，且所述隔套8与所述前端法兰6之间设置有迷宫密封结构。利用迷宫密封结构形成足够的空气用于存储油气，同时处于迷宫密封结构中的油气能够形成气幕可以防止外部的灰尘水汽等进入主轴1对主轴1等其他结构造成污染。

所述电主轴结构还包括隔套8，所述隔套8设置于所述主轴1上，所述前端法兰6套设于所述隔套8的外周侧，所述隔套8的上侧面与相邻的所述轴承3之间抵接，且所述上侧面上凹陷形成第一半槽，所述前端法兰6的上端面凹陷形成第二半槽，所述第一半槽和所述第二半槽配合构成所述第一回油流道61。分别在隔套8上设置第一半槽和在前端法兰6上设置第二半槽，能够在不影响隔套8与轴承3的内圈抵接和前端法兰6与轴承3的外圈抵接的情况下可靠的对轴承3下端面32排出的油气进行收集，同时能够保证迷宫密封结构内具有足够的油气进行密封形成气幕。

所述电主轴结构还包括后轴承座，所述后轴承座内设置有至少一个轴承3，所述轴承3的外圈上设置有油气润滑孔31，所述轴承3具有下端面32，所述后轴承座上设置有润滑油道4和回油通道5，所述润滑油道4与所述轴承3一一对应，且所述润滑油道4与对应的所述轴承3的油气润滑孔31连通，所述回油通道5与所述轴承3的下端面32连通。

所述润滑油道4的一端突出所述电主轴结构形成一个油气润滑入口41。也即每一润滑油道4均通过对应的油气润滑入口41与油气润滑站等结构连通，并能够根据对应轴承3的实际需要输入合适的润滑油量。

所述电主轴结构还包括压力检测机构，所述压力检测机构能够获取每一所述润滑油道4的压力值和/或所述回油通道5的压力值。电主轴结构能够根据压力检测机构所获取的润滑油道4的压力值和回油通道5的压力值分别判断每个轴承3的润滑情况，使得操作者能够根据前述的润滑情况调节该轴承3的润滑油两，保证油气润滑量的合理性。

一种加工设备，包括上述的电主轴结构。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (17)

1.一种电主轴结构，包括主轴(1)和前轴承座(2)，所述前轴承座(2)内设置有至少两个轴承(3)，所述轴承(3)的外圈上设置有油气润滑孔(31)，其特征在于，所述轴承(3)具有下端面(32)，所述前轴承座(2)上设置有润滑油道(4)和回油通道(5)，所述润滑油道(4)与所述轴承(3)一一对应，且所述润滑油道(4)与对应的所述轴承(3)的油气润滑孔(31)连通，所述回油通道(5)与所述轴承(3)的下端面(32)连通。

2.根据权利要求1所述的电主轴结构，其特征在于，所述电主轴结构还包括前端法兰(6)，所述前端法兰(6)设置有所述前轴承座(2)上，且所述前端法兰(6)的上端面与相邻的所述轴承(3)抵接，所述前端法兰(6)的上端面上设置有第一回油流道(61)，所述回油通道(5)与所述第一回油流道(61)连通。

3.根据权利要求2所述的电主轴结构，其特征在于，所述上端面上凹陷形成第一集油槽，所述第一集油槽构成所述回油流道。

4.根据权利要求3所述的电主轴结构，其特征在于，所述第一集油槽为环形凹槽。

5.根据权利要求3所述的电主轴结构，其特征在于，所述主轴(1)的轴线与重力方向平行，且所述第一集油槽的开口方向与重力方向相反。

6.根据权利要求1所述的电主轴结构，其特征在于，相邻两个所述轴承(3)之间设置有一个外隔环(7)，所述外隔环(7)上设置有第二回油流道(71)，所述回油通道(5)与所述第二回油流道(71)连通。

7.根据权利要求6所述的电主轴结构，其特征在于，相邻两个所述轴承(3)包括上轴承和下轴承，所述外隔环(7)的第一端面与所述上轴承抵接，所述外隔环(7)的第二端面与所述下轴承抵接，且所述第一端面上凹陷形成第二集油槽，所述第二集油槽构成所述回油流道。

8.根据权利要求7所述的电主轴结构，其特征在于，所述第二集油槽为环形凹槽。

9.根据权利要求7所述的电主轴结构，其特征在于，所述主轴(1)的轴线与重力方向平行，且所述第二集油槽的开口方向与重力方向相反。

10.根据权利要求1所述的电主轴结构，其特征在于，所述前轴承座(2)具有顶端面(21)，所述顶端面(21)上凹陷形成第一储油槽(22)。

11.根据权利要求10所述的电主轴结构，其特征在于，所述主轴(1)的轴线与重力方向平行，且所述第一储油槽(22)的开口方向与重力方向相反。

12.根据权利要求2或10所述的电主轴结构，其特征在于：所述电主轴结构还包括隔套(8)，所述隔套(8)设置于所述主轴(1)上，所述前端法兰(6)套设于所述隔套(8)的外周侧，且所述隔套(8)与所述前端法兰(6)之间设置有迷宫密封结构。

13.根据权利要求2所述的电主轴结构，其特征在于：所述电主轴结构还包括隔套(8)，所述隔套(8)设置于所述主轴(1)上，所述前端法兰(6)套设于所述隔套(8)的外周侧，所述隔套(8)的上侧面与相邻的所述轴承(3)之间抵接，且所述上侧面上凹陷形成第一半槽，所述前端法兰(6)的上端面凹陷形成第二半槽，所述第一半槽和所述第二半槽配合构成所述第一回油流道(61)。

14.根据权利要求1所述的电主轴结构，其特征在于，所述电主轴结构还包括后轴承座，所述后轴承座内设置有至少一个轴承(3)，所述轴承(3)的外圈上设置有油气润滑孔(31)，所述轴承(3)具有下端面(32)，所述后轴承座上设置有润滑油道(4)和回油通道(5)，所述润滑油道(4)与所述轴承(3)一一对应，且所述润滑油道(4)与对应的所述轴承(3)的油气润滑孔(31)连通，所述回油通道(5)与所述轴承(3)的下端面(32)连通。

15.根据权利要求1或13所述的电主轴结构，其特征在于，所述润滑油道(4)的一端突出所述电主轴结构形成一个油气润滑入口(41)。

16.根据权利要求1或13所述的电主轴结构，其特征在于：所述电主轴结构还包括压力检测机构，所述压力检测机构能够获取每一所述润滑油道(4)的压力值和/或所述回油通道(5)的压力值。

17.一种加工设备，其特征在于，包括权利要求1至15中任一项所述的电主轴结构。

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