CN114850962B - 一种冷却系统及电主轴 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冷却系统及电主轴。冷却系统包括:轴承座,所述轴承座设置有主进液口和主出液口,所述轴承座的第一端面设置有沿第一端面周向环绕的隔热槽,所述隔热槽用于流通冷却液,以吸收和阻隔来自电机定子的热,所述隔热槽的进液端与所述主进液口连通,所述主进液口用于流入所述冷却液,所述隔热槽的出液端与所述主出液口连通,所述出液口用于流出所述冷却液,所述第一端面为面向电机定子的面。本发明通过流动的液幕,能够吸收和抑制了电机发热对轴承的影响,从而能有效提高轴承的使用寿命和电主轴的加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及电主轴技术领域,尤其涉及一种冷却系统及电主轴。
背景技术
在数控机床中,电主轴是将机床主轴与主轴电机融为一体的技术,其属于高精度技术行业,电主轴主要用于零件的加工。当电主轴在较高的转速下工作时,电主轴的电机和轴承会产生大量热量,如果不及时散热,内部温度会急剧升高,导致轴承预紧力远大于正常值,从而加剧轴承摩擦磨损,影响电主轴的使用寿命、精度及可靠性,所以电主轴的冷却尤为重要。
相关技术中,电主轴冷却主要是通过对电机定子和轴承上的冷却水槽进行水循环以达到主轴降温。但是,电机产生的热量仍会传递至轴承,使得轴承位发热增加,无法对电机传递到轴承处的热量起到很好的吸收效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种冷却系统及电主轴。
本发明第一方面提供一种冷却系统,包括:轴承座,所述轴承座设置有主进液口和主出液口,所述轴承座的第一端面设置有沿其周向环绕的隔热槽,所述隔热槽用于流通冷却液,所述隔热槽的进液端与所述主进液口连通,所述主进液口用于流入所述冷却液,所述隔热槽的出液端与所述主出液口连通,所述出液口用于流出所述冷却液。
在一些实施例中,还包括:挡板,用于设置于所述轴承座的所述第一端面与所述电机定子之间,以密封所述隔热槽。
在一些实施例中,所述隔热槽的进液端与所述隔热槽的出液端间隔布置。
在一些实施例中,所述隔热槽的形状为以下任意一种:环形、螺旋形、蛇形。
在一些实施例中,冷却组件,与所述轴承座连接,用于吸收冷却轴承座传导的热,所述冷却组件分别与所述主进液口及所述主出液口连通;其中,从所述主进液口流入的冷却液分别流经所述隔热槽和所述冷却组件中,并汇聚至所述主出液口流出。
在一些实施例中,在所述隔热槽的进液端与所述主进液口之间设置有进口通孔堵头通道,所述进口通孔堵头通道的最小流通面积小于所述主进液口与所述冷却组件的进液端之间的流通通道的最小流通面积;和/或,在所述隔热槽的出液端与所述主出液口之间设置有出口通孔堵头通道的最小流通面积,所述出口通孔堵头通道小于所述主出液口与所述冷却组件的出液端之间的流通通道的最小流通面积。
在一些实施例中,所述冷却组件包括第一冷却套,所述第一冷却套的外周面与所述轴承座的内周面配合固定,所述第一冷却套的外周面设置有第一冷却通道,所述第一冷却通道包括第一分支进液口和第一分支出液口,所述第一分支进液口与所述主进液口连通,所述第一分支出液口与所述主出液口连通;其中,从所述主进液口流入的冷却液分别流经所述隔热槽和所述第一冷却通道后,汇聚至所述主出液口流出。
在一些实施例中,所述冷却组件包括第二冷却套,所述第二冷却套的内周面与所述轴承座的外周面配合固定,所述第二冷却套的内周面设置有第二冷却通道,所述第二冷却通道包括第二分支进液口和第二分支出液口,所述第二分支进液口与所述主进液口连通,所述第二分支出液口与所述主出液口连通;其中,从所述主进液口流入的冷却液分别流经所述隔热槽和所述第二冷却通道后,汇聚至所述主出液口流出。
在一些实施例中,所述冷却组件包括第一冷却套和第二冷却套;所述第一冷却套的外周面与所述轴承座的内周面配合固定,所述第一冷却套的外周面设置有第一冷却通道,所述第一冷却通道包括第一分支进液口和第一分支出液口;所述第二冷却套的内周面与所述轴承座的外周面配合固定,所述第二冷却套的内周面设置有第二冷却通道,所述第二冷却通道包括第二分支进液口和第二分支出液口;其中,所述主进液口与所述第一分支进液口和/或所述第二分支进液口连通,所述主出液口与所述第一分支出液口和/或所述第二分支出液口连通。
在一些实施例中,所述第一冷却通道沿着所述第一冷却套的周向方向环绕且朝向所述第一冷却套的轴向方向盘旋;和/或,所述第二冷却通道沿着所述第二冷却套的周向方向环绕且朝向所述第二冷却套的轴向方向盘旋。
在一些实施例中,所述轴承座上设置有与所述主进液口及所述主出液口连通的主冷却通道,所述主冷却通道包括设置在所述轴承座径向一侧的主进液通道和设置在所述轴承座径向另一侧的主出液通道;所述主进液通道包括依次连通的第一径向段、第一轴向段和第二径向段,所述第二径向段位于所述第一径向段的下游,其中,所述第一径向段与所述隔热槽的进液端连通,所述第二径向段与所述第一分支进液口和/或所述第二分支进液口连通;所述主出液通道包括依次连通的第三径向段、第二轴向段和第四径向段,所述第四径向段位于所述第三径向段的下游,其中,所述第四径向段与所述隔热槽的出液端连通,所述第三径向段与所述第一分支出液口和/或所述第二分支出液口连通。
在一些实施例中,还包括:冷却组件,与所述轴承座连接,用于吸收冷却轴承座传导的热,其中,所述冷却组件与所述隔热槽串联,其中,从所述主进液口流入的冷却液流经所述冷却组件后再流经所述隔热槽,从所述主出液口流出;或者,从所述主进液口流入的冷却液流经所述隔热槽后再流经所述冷却组件,从所述主出液口流出。
本发明第二方面还提供一种电主轴,包括:如上任一实施例所述的冷却系统。
在一些实施例中,包括:轴套,所述冷却系统的轴承座设置于所述轴套一端;电机定子,固定于所述轴套内,其中,所述轴承座的第一端面面向所述电机定子;轴芯,穿设于所述电机定子,通过轴承安装于所述轴承座。
采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明通过在轴承座的面向电机定子的一面(第一端面)设置沿其周向环绕的隔热槽,流经隔热槽的冷却液形成了流动的液幕,能够吸收来自电机定子传导的热为电机定子降温的同时,流动的液幕还能阻隔来自电机定子向轴承座传热,成为一道屏障阻挡高温,对轴承座整个圆周方向进行保护,有效抑制了电机发热对轴承的影响,从而能有效提高轴承的使用寿命和电主轴的加工精度。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分,用来提供对本发明的进一步的理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但不构成对本发明的不当限定。显然,下面描述中的附图仅仅是一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,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附图。在附图中:
图1是根据本发明一示例性实施例示出的一种电主轴部分结构剖视示意图;
图2是根据本发明一示例性实施例示出的轴承座剖视示意图;
图3是根据本发明一示例性实施例示出的轴承座的第一端面结构示意图;
图4是根据本发明一示例性实施例示出的轴承座的局部放大示意图;
图5和图6是根据本发明一示例性实施例示出的第一冷却水道和第二冷却水道结构示意图;
图7是根据本发明另一示例性实施例示出的一种电主轴部分结构剖视示意图;
图8是根据本发明又一示例性实施例示出的一种电主轴部分结构剖视示意图;
需要说明的是,这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“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。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“接触”、“连通”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种冷却系统,可以应用于电主轴上,用于对电主轴进行冷却,能够抑制电机位传导至轴承位的热,结构简单,且能有效提高轴承的使用寿命和电主轴的加工精度。
如图1至图3所示,冷却系统可以包括轴承座10,轴承座10设置有主进液口10A和主出液口10B。如图2所示,轴承座10可以包括外周面101和内周面102,还包括第一端面103和第二端面104。第一端面103为面向电主轴的电机定子71的那个面,也为靠近电机定子71的那个面。第二端面104为与第一端面103相反的那个面,也为远离电机定子71的那个面。主进液口10A和主出液口10B可以开设在外周面101上,其中,主进液口10A和主出液口10B可以分别位于轴承座10的径向方向R上的两侧。此外,有时主进液口10A可以被称为轴承座进液口,主出液口10B可以被称为轴承座出液口。
轴承座10的第一端面103设置有沿其周向环绕的隔热槽11,隔热槽11的进液端11A与主进液口10A连通,隔热槽11的出液端11B与主出液口10B连通。其中,连通是指直接连通或者间接连通。从主进液口10A流入的冷却液流经隔热槽11后从主出液口10B流出,使隔热槽11内的冷却液吸收和阻隔来自电机定子71传导的热。冷却液填充隔热槽11形成环形的液膜,类似液幕,阻隔电机定子71向轴承位置传热。
电主轴在高速旋转下电机定子产生大量的热,是发热的主要来源。由于轴承座10的第一端面103靠近或者面向电机定子,这样电机定子产生的热直接会传导至轴承座10,进而传导至轴承90,导致轴承内部温升变大,热变形量增加,影响使用寿命及电主轴的加工精度。
本发明通过在轴承座10的面向电机定子的一面(第一端面103)设置沿其周向环绕的隔热槽11,流经隔热槽11的冷却液形成了流动的液幕,能够吸收来自电机定子传导的热为电机定子降温的同时,流动的液幕还能阻隔来自电机定子71向轴承座10传热,成为一道屏障阻挡高温,对轴承座10整个圆周方向进行保护,有效抑制了电机发热对轴承的影响,从而能有效提高轴承的使用寿命和电主轴的加工精度。
在一些实施例中,上述冷却系统还可以包括挡板20,用于设置于轴承座10的第一端面103与电机定子71之间,以密封隔热槽11。其中,挡板20可以固定在轴承座10的第一端面103。也可以固定在电机定子71的面向第一端面103的一面。
由于电机定子71面向轴承座10第一端面103的表面受加工精度的影响,其平整度可能稍差一些,这样在轴承座10的第一端面103与电机定子71配合形成的隔热槽11密封性可能受到影响,导致冷却液渗漏至电机位。本发明通过在轴承座10的第一端面103与电机定子71之间设置挡板20,通过挡板20与第一端面103配合形成密闭的隔热槽11,防止流经隔热槽11的冷却液渗漏至电机位,提升了密封可靠性,挡板20表面加工相较于电机定子71的加工来说,加工更容易、更方便。
为进一步提升隔热槽11的密封性,可以在挡板20与第一端面103之间设置密封圈30,以确保隔热槽11与挡板20的配合密封性。例如,可以在隔热槽11上开设有沉孔,将密封圈30设置在沉孔中配合挡板20,有效防止流经隔热槽11内的冷却液渗漏,提升可靠性。
但并不限于此,在可能的情况下,轴承座10的第一端面103也可以直接与电机定子71配合形成密闭的隔热槽11。
上述隔热槽11的进液端11A与隔热槽11的出液端11B间隔布置。可以进液端11A和出液端11B之间设置分隔块,以使冷却液充满隔热槽11后形成均匀流动的液幕。其中,隔热槽11的形状为以下任意一种:环形、螺旋形、蛇形。隔热槽11为环形时,其冷却液的流动路径可以是从进液端11A进入填充一个开放的(非闭环)环形通道,然后从出液端11B流出。隔热槽11为螺旋形时,其其冷却液的流动路径可以是从进液端11A进入填充多圈开放的环形通道,然后从出液端11B流出。隔热槽11为蛇形时,蛇形结构的整体形状为开放的环形,其冷却液的流动路径可以是从进液端11A进入迂回填充蛇形的通道,然后从出液端11B流出。也就是说,环形可以视为单通道结构,冷却液的流动路径较短,可以加速循环,提升冷却效果,也便于加工。螺旋形和蛇形可以视为为多通道结构,冷却液的流动路径较长,流动液幕的隔热面积增大,提升隔热效果。
在一些实施例中,冷却系统还可以包括与轴承座10连接的冷却组件,冷却组件用于吸收冷却轴承座10传导的热,冷却组件分别与主进液口10A及主出液口10B连通。其中,从主进液口10A流入的冷却液分别流经隔热槽11和冷却组件中,并汇聚至主出液口10B流出。
电主轴在高速旋转过程中,不仅电机位发热,轴承也会产生大量的热。本发明通过冷却组件直接吸收冷却从轴承传导给轴承座10的热,同时配合隔热槽11吸收和阻隔从电机定子传导给轴承座10的热,实现了直接吸热和隔热双冷却通道,大幅降低了轴承位产生的热,冷却效果明显。进而有效提高轴承的使用寿命和电主轴的加工精度。
在一些实施例中,如图1和图4所示,在上述隔热槽11的进液端11A与主进液口10A之间设置有进口通孔堵头通道12,进口通孔堵头通道12的最小流通面积小于主进液口10A与冷却组件的进液端11A之间的流通通道的最小流通面积。最小流通面积也为进口通孔堵头通道12截面最小位置处的面积。进口通孔堵头通道12可以位于隔热槽11的进口位置。和/或,在隔热槽11的出液端11B与主出液口10B之间设置有出口通孔堵头通道,出口通孔堵头通道的最小流通面积小于主出液口与冷却组件的出液端之间的流通通道的最小流通面积。
可以通过改变进口通孔堵头通道12孔径大小控制流入隔热槽11的流量,由于通孔进口堵头通道12孔径小于主进液口10A与冷却组件的进液端11A之间的流通通道,可使冷却液主要上述冷却组件中流动,即使得冷却组件内的冷却流速比隔热槽11内的流速快,让隔热槽11主要起隔热作用,而冷却组件主要起冷却作用,二者隔热、冷却配合实现对轴承的降温,这样巧妙的构思能够使冷却液的利用率最大化,从而提升冷却效率。
值得说明的是,可以只在上述隔热槽11的进液端11A与主进液口10A之间设置有进口通孔堵头通道12,而隔热槽11的出液端11B与主出液口10B之间不设置有出口通孔堵头通道。或者,只在隔热槽11的出液端11B与主出液口10B之间不设置有出口通孔堵头通道,而不再隔热槽11的进液端11A与主进液口10A之间设置有进口通孔堵头通道12。又或者,在上述隔热槽11的进液端11A与主进液口10A之间设置有进口通孔堵头通道12,以及在隔热槽11的出液端11B与主出液口10B之间不设置有出口通孔堵头通道。总之,无论哪种设置方式,均可以实现减缓隔热槽11内冷却液流速小于冷却组件中的流速,以达到隔热、冷却配合实现对轴承的降温的效果,使冷却液的利用率最大化。
在一些实施例中,如图1所示,上述冷却组件可以包括第一冷却套40,第一冷却套40的外周面与轴承座10的内周面102配合固定,例如可以是密闭配合。第一冷却套40呈中空环状,其内周面用于与轴承90配合固定,外周面为与内周面相反的一面,用于与轴承座10的内周面102配合。即第一冷却套40为设置在轴承座10内的冷却套,也可以称为内冷却套。
第一冷却套40的外周面设置有第一冷却通道41,第一冷却通道41包括第一分支进液口41A和第一分支出液口41B,第一分支进液口41A与主进液口10A连通,第一分支出液口41B与主出液口10B连通。也就是说,第一冷却通道41的第一分支进液口41A、隔热槽11的进液端11A均与轴承座10的主进液口10A相连通,第一冷却通道41的第一分支出液口41B、隔热槽11的出液端11B均与轴承座10的主出液口10B相连通。其中,从主进液口10A流入的冷却液分别流经隔热槽11和第一冷却通道41后,汇聚至主出液口10流出(如图8所示)。
本发明通过由于第一冷却套40设置在轴承座10的内形成内冷却套,其第一冷却通道41内的冷却液可以直接吸收来自轴承90传递的热,配合隔热槽11内的冷却液形成的流动液幕,更有效的对轴承形成隔热和直接冷却,轴承降温明显。
在一些实施例中,上述冷却组件还可以包括第二冷却套50,第二冷却套50的内周面与轴承座10的外周面101配合固定,例如可以是密闭配合。第二冷却套50呈中空环状,其内周面与轴承座10的外周面101配合。即第二冷却套50为设置在轴承座10外的冷却套,也可以称为外冷却套。
第二冷却套50的内周面设置有第二冷却通道51,第二冷却通道51包括第二分支进液口51A和第二分支出液口51B;其中,主进液口10A与第一分支进液口41A和/或第二分支进液口51A连通,主出液口10B与第一分支出液口41B和/或第二分支出液口51B连通。
本发明通过在轴承座10的内外分别设置第一冷却套40和第二冷却套50,形成双层冷却通道,冷却液的流量得到大幅提升,第一冷却套40的第一冷却通道41内的冷却液直接吸收冷却轴承传导的热,第二冷却套50的第二冷却通道51内的冷却液吸收和冷却来自轴承座10和轴套60传导的热,进而为轴承降温,再配合隔热槽11内冷却液形成的流动液幕有效抑制了电机定子传导到轴承的高温,电主轴的冷却效率大幅提升,可靠性增强,加工精度也得到提升上述实施例可以包括如下方案:
一示例中,第一冷却通道41的第一分支进液口41A、第二冷却通道51的第二分支进液口51A、隔热槽11的进液端11A均与轴承座10的主进液口10A相连通,第一冷却通道41的第一分支出液口41B、第二冷却通道51的第二分支出液口51B、隔热槽11的出液端11B均与轴承座10的主出液口10B相连通。其中,从主进液口10A流入的冷却液分别流经隔热槽11、第一冷却通道41和第二冷却通道51后,汇聚至主出液口10流出。即隔热槽11、第一冷却通道41及第二冷却通道51可以采用并联的方式连通。通过内、外水套(即第一冷却套40和第二冷却套50)的冷却通道(即第一冷却通道41和第二冷却通道51)连通,冷却流体进口和出口共用,结构紧凑,单进单出,加工方便,且外接管道少。
在另一示例中,可以采用隔热槽11只与第一冷却通道41并联的方式,而第二冷却通道51单独一个循环回路。
在又以示例中,可以采用隔热槽11只与第二冷却通道51并联的方式,而第一冷却通道41单独一个循环回路。
内、外水套(即第一冷却套40和第二冷却套50)的冷却通道(即第一冷却通道41和第二冷却通道51)分开(即单独一个循环回路),进出口间的管路简单,流速变化较连通时小,便于流量、管径等的控制。
本发明还不限于上述多种方案,在一些情况下,冷却组件还可以只包括第二冷却套50,如上所述,第二冷却套50的内周面与轴承座10的外周面配合固定,第二冷却套50的内周面设置有第二冷却通道51,第二冷却通道51包括第二分支进液口51A和第二分支出液口51B,第二分支进液口51A与主进液口10A连通,第二分支出液口51B与主出液口10B连通;其中,从主进液口10A流入的冷却液分别流经隔热槽11和第二冷却通道51后,汇聚至主出液口10B流出。也就是说,可以只在轴承座10的外周面设置外冷却套(及第二冷却套50),通过外冷却套与隔热槽配合实现对轴承的隔热和冷却(如图7所示)。
在一些实施中,如图5和图6,其中,为了使第一冷却通道41和第二冷却通道51的整体形状展现的更清楚,图示中省去了第一冷却套40和第二冷却套50的部分结构。上述第一冷却通道41沿着第一冷却套40的周向方向环绕且朝向第一冷却套40的轴向方向盘旋形成螺旋式通道;和/或,第二冷却通道51沿着第二冷却套50的周向方向环绕且朝向第二冷却套50的轴向方向盘旋形成螺旋式通道。
在一些实施例中,如图1和图2所示,上述轴承座10上设置有与主进液口10A及主出液口10B连通的主冷却通道,主冷却通道包括设置在轴承座10径向R一侧的主进液通道13和设置在轴承座径向R另一侧的主出液通道14。主进液通道13包括依次连通的第一径向段131、第一轴向段132和第二径向段133,第一径向段131、第二径向段133为朝向轴承座10的径向R方向延伸形成的通道,第一轴向段132为朝向轴承座10的轴向O方向延伸形成的通道。第二径向段133位于第一径向段的下游,下游是指冷却液在主进液通道13的流动方向,其中,第一径向段131与隔热槽11的进液端11A连通,第二径向段133与第一分支进液口41A和/或第二分支进液口51A连通。第一径向段131与隔热槽11的进液端11A之间可以设置进口通孔堵头通道12,即第一径向段131的末端位置分出两个入口,例如为第一入口和第二入口,第一入口与进口通孔堵头通道12连通,第二入口与第一轴向段132连通,其中,第一入口小于第二入口。主出液通道14包括依次连通的第三径向段142、第二轴向段143和第四径向段141,第四径向段141位于第三径向段142的下游,下游是指冷却液在主出液通道14的流动方向,其中,第四径向段141与隔热槽11的出液端11B连通,第三径向段142与第一分支出液口41B和/或第二分支出液口51B连通。
在一些实施例中,冷却组件与隔热槽11串联,其中,从主进液口10A流入的冷却液流经冷却组件后再流经隔热槽11,从主出液口10B流出;或者,从主进液口10A流入的冷却液流经隔热槽11后再流经冷却组件,从主出液口10B流出。
例如,本发明还不限于上述隔热槽11与第一冷却通道41和/或第二冷却通道51的并联的连通方式,在一些实施例中,隔热槽11还可以与第一冷却通道41和/或第二冷却通道51串联的方式连通。
上述隔热槽11与第一冷却通道41和/或第二冷却通道51的并联的连通方式,隔热槽11中冷却液、第一冷却通道41和/或第二冷却通道51的冷却液的温度较低,几乎为冷却流体入口温度,有利于提高降温效率。
上述隔热槽11与第一冷却通道41和/或第二冷却通道51串联的方式连通,对对总冷却流道的压力影响相对较小。
基于同一发明构思,本发明还提供一种电主轴,如图1所示,包括:如上任一实施例所述的冷却系统。还包括轴套60,冷却系统的轴承座10设置于轴套60一端;电机定子71固定于轴套60内,其中,轴承座10的第一端面103面向电机定子71;轴芯72穿设于电机定子,通过轴承90安装于轴承座10。在轴承座10的第二端面设置有法兰80,法兰80通过螺钉锁紧在轴承座10上,可以对轴承90施加预紧力。
电主轴在高速旋转下电机定子产生大量的热,是发热的主要来源。由于轴承座10的第一端面103靠近或者面向电机定子,这样电机定子产生的热直接会传导至轴承座10,进而传导至轴承90,导致轴承内部温升变大,热变形量增加,影响使用寿命及电主轴的加工精度。
本发明的电主轴,由于设置了如上所述的冷却系统,通过在轴承座10的面向电机定子的一面(第一端面103)设置沿其周向环绕的隔热槽11,流经隔热槽11的冷却液形成了流动的液幕,能够吸收来自电机定子传导的热为电机定子降温的同时,流动的液幕还能阻隔来自电机定子71向轴承座10传热,成为一道屏障阻挡高温,对轴承座10整个圆周方向进行保护,有效抑制了电机发热对轴承的影响,从而能有效提高轴承的使用寿命和电主轴的加工精度。
本发明的电主轴通过设置在轴承座10内的内冷却套直接吸收来自轴承90传递的热,配合隔热槽11内的冷却液形成的流动液幕,更有效的对轴承形成隔热和直接冷却,轴承降温明显。
本发明的电主轴通过设置在轴承座10外的外冷却套吸收来自轴套60传导的热,配合隔热槽11内的冷却液形成的流动液幕,更有效的对轴承形成隔热和直接冷却,轴承降温明显。
本发明的电主轴通过轴承座10内外分别设置内冷却套和外冷却套,双层冷却的方式再配合隔热槽隔热的方式,大幅提高电主轴冷却效率。
本发明的电主轴通过在隔热槽11的进液端11A与主进液口10A之间设置有小于主进液口10A与冷却组件的进液端11A之间的流通通道的进口通孔堵头通道12,可使冷却液主要上述冷却组件中流动,即使得冷却组件内的冷却流速比隔热槽11内的流速快,让隔热槽11主要起隔热作用,而冷却组件主要起冷却作用,二者隔热、冷却配合实现对轴承的降温,这样巧妙的构思能够使冷却液的利用率最大化,从而提升冷却效率。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (12)
1.一种冷却系统,其特征在于,包括:
轴承座,所述轴承座设置有主进液口和主出液口,所述轴承座的第一端面设置有沿所述第一端面周向环绕的隔热槽,所述隔热槽用于流通冷却液以吸收和阻隔来自电机定子的热,所述隔热槽的进液端与所述主进液口连通,所述主进液口用于流入所述冷却液,所述隔热槽的出液端与所述主出液口连通,所述出液口用于流出所述冷却液,所述第一端面为面向所述电机定子的面;
冷却组件,与所述轴承座连接,用于吸收冷却轴承座传导的热,所述冷却组件分别与所述主进液口及所述主出液口连通;
其中,从所述主进液口流入的冷却液分别流经所述隔热槽和所述冷却组件中,并汇聚至所述主出液口流出;
在所述隔热槽的进液端与所述主进液口之间设置有进口通孔堵头通道,所述进口通孔堵头通道的最小流通面积小于所述主进液口与所述冷却组件的进液端之间的流通通道的最小流通面积;和/或,
在所述隔热槽的出液端与所述主出液口之间设置有出口通孔堵头通道,所述出口通孔堵头通道的最小流通面积小于所述主出液口与所述冷却组件的出液端之间的流通通道的最小流通面积。
2.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,还包括:
挡板,用于设置于所述轴承座的所述第一端面与所述电机定子之间,以密封所述隔热槽。
3.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,
所述隔热槽的进液端与所述隔热槽的出液端间隔布置。
4.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,
所述隔热槽的形状为以下任意一种:环形、螺旋形、蛇形。
5.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,
所述冷却组件包括第一冷却套,所述第一冷却套的外周面与所述轴承座的内周面配合固定,所述第一冷却套的外周面设置有第一冷却通道,所述第一冷却通道包括第一分支进液口和第一分支出液口,所述第一分支进液口与所述主进液口连通,所述第一分支出液口与所述主出液口连通;
其中,从所述主进液口流入的冷却液分别流经所述隔热槽和所述第一冷却通道后,汇聚至所述主出液口流出。
6.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,
所述冷却组件包括第二冷却套,所述第二冷却套的内周面与所述轴承座的外周面配合固定,所述第二冷却套的内周面设置有第二冷却通道,所述第二冷却通道包括第二分支进液口和第二分支出液口,所述第二分支进液口与所述主进液口连通,所述第二分支出液口与所述主出液口连通;
其中,从所述主进液口流入的冷却液分别流经所述隔热槽和所述第二冷却通道后,汇聚至所述主出液口流出。
7.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,
所述冷却组件包括第一冷却套和第二冷却套;
所述第一冷却套的外周面与所述轴承座的内周面配合固定,所述第一冷却套的外周面设置有第一冷却通道,所述第一冷却通道包括第一分支进液口和第一分支出液口;
所述第二冷却套的内周面与所述轴承座的外周面配合固定,所述第二冷却套的内周面设置有第二冷却通道,所述第二冷却通道包括第二分支进液口和第二分支出液口;
其中,所述主进液口与所述第一分支进液口和/或所述第二分支进液口连通,所述主出液口与所述第一分支出液口和/或所述第二分支出液口连通。
8.根据权利要求7所述的冷却系统,其特征在于,
所述第一冷却通道沿着所述第一冷却套的周向方向环绕且朝向所述第一冷却套的轴向方向盘旋;和/或,
所述第二冷却通道沿着所述第二冷却套的周向方向环绕且朝向所述第二冷却套的轴向方向盘旋。
9.根据权利要求8所述的冷却系统,其特征在于,
所述轴承座上设置有与所述主进液口及所述主出液口连通的主冷却通道,所述主冷却通道包括设置在所述轴承座径向一侧的主进液通道和设置在所述轴承座径向另一侧的主出液通道;
所述主进液通道包括依次连通的第一径向段、第一轴向段和第二径向段,所述第二径向段位于所述第一径向段的下游,其中,所述第一径向段与所述隔热槽的进液端连通,所述第二径向段与所述第一分支进液口和/或所述第二分支进液口连通;
所述主出液通道包括依次连通的第三径向段、第二轴向段和第四径向段,所述第四径向段位于所述第三径向段的下游,其中,所述第四径向段与所述隔热槽的出液端连通,所述第三径向段与所述第一分支出液口和/或所述第二分支出液口连通。
10.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,还包括:
冷却组件,与所述轴承座连接,用于吸收冷却轴承座传导的热,其中,所述冷却组件与所述隔热槽串联,其中,从所述主进液口流入的冷却液流经所述冷却组件后再流经所述隔热槽,从所述主出液口流出;或者,从所述主进液口流入的冷却液流经所述隔热槽后再流经所述冷却组件,从所述主出液口流出。
11.一种电主轴,其特征在于,包括:
如权利要求1-10中任一项所述的冷却系统。
12.根据权利要求11所述的电主轴,其特征在于,包括:
轴套,所述冷却系统的轴承座设置于所述轴套一端;
电机定子,固定于所述轴套内,其中,所述轴承座的第一端面面向所述电机定子;
轴芯,穿设于所述电机定子,通过轴承安装于所述轴承座。
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