CN202129679U - 用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置 - Google Patents

用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置 Download PDF

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王文龙
刘梅
武伟
丁淑辉
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胡修坤
张学刚
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Abstract

本实用新型公开了一种用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置,包括密封水套、冷却水道及冷却水循环系统;特征是冷却水道由若干条直水道在其两端按顺序连接构成,冷却水循环系统的供水管路连接冷却水道的进水口,回水管路连接出水口;高速电主轴冷却装置还包括半导体冷却部,半导体冷却部包括半导体制冷片与散热鳍片,半导体制冷片的冷端接触主轴外壳与直水道,热端接触散热鳍片。本实用新型一是在主轴外壳的表面加工直水道,简单方便,密封水套和主轴外壳形成一体,增强了主轴的振动稳定性;二是半导体制冷片工作时将冷却水中的热量传递给散热鳍片,降低了冷却水的温度,相当于增大了冷却温差,提高了冷却效果。

Description

用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置
技术领域
本实用新型涉及一种高速电主轴的冷却装置,特别涉及一种具有直水道和半导体冷却装置的高速电主轴的综合冷却装置。
背景技术
高速电主轴是一种高精度的机电一体化设备,内部集成的电机是一个较大的热源。电机的发热主要有定子的铜耗发热及转子的铁损发热。另外,电机转子在主轴壳体内高速旋转,搅动内腔中的空气也会发热。如不及时进行冷却,将会使机械系统发热变形,从而影响高速电主轴精度。
现阶段的高速电主轴的冷却多采用水冷方式,即在主轴外壳的外围布设螺旋式的冷却水道。另一种冷却方式即采用直水道,在定子的外壳上轴向钻孔形成水道,并利用两端盖将其顺序连接。两种方式均是利用流动在水道内的冷却水对高速电主轴系统进行冷却。资料显示,电主轴的中间部位发热量最大。在冷却水流动的过程中,水温逐渐升高,进而与主轴外壳的温差将会越来越小,因此冷却效果也会越来越差,由于水的比热容较大,其冷却速度也较慢。
实用新型内容
本实用新型的任务在于解决现有技术中高速电主轴的冷却装置所存在的技术缺陷,提供一种用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置。
其技术解决方案是:
一种用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置,包括套置在主轴外壳上的密封水套、开设在主轴外壳上的冷却水道及冷却水循环系统;上述冷却水道由若干条沿主轴外壳轴向伸展的直水道在其两端按顺序连接构成,上述冷却水循环系统的供水管路连接冷却水道的进水口,回水管路连接冷却水道的出水口;上述高速电主轴冷却装置还包括半导体冷却部,半导体冷却部包括位于主轴外壳中间段的半导体制冷片与位于半导体制冷片上的散热鳍片,半导体制冷片的冷端接触主轴外壳与直水道,热端接触散热鳍片。
上述半导体制冷片与散热鳍片用箍圈固定在密封水套上,并在与密封水套接触的部位进行密封处理。
上述半导体冷却部还包括向散热鳍片吹风的风扇。
上述冷却水道为一条之字形水道。
上述半导体制冷片有两块或两块以上,沿主轴外壳的中央段圆周向均衡分布。
本实用新型具有以下有益技术效果:
本实用新型中,在主轴外壳的表面轴向开设直水道,各直水道在两端顺序连接,形成一条之字形水道,并可用具有一定弹性的塑料质地的密封水套包裹进行封闭,在中间位置应用半导体制冷片对直水道内的冷却水进行二次冷却。本实用新型一是在主轴外壳的表面加工直水道,简单方便,密封水套和主轴外壳形成一体,增强了主轴的振动稳定性;二是半导体制冷片工作时相当于一个热泵,将冷却水中的热量传递给散热鳍片,半导体制冷片降低了冷却水的温度,相当于增大了冷却温差,提高了冷却效果。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明:
图1为本实用新型一种实施方式的结构原理示意图,示出了主轴外壳部分。
图2示出了本实用新型的局部剖面结构。
具体实施方式
结合图1与图2,一种用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置,包括套置在主轴外壳2上的密封水套6、开设在主轴外壳上的冷却水道及冷却水循环系统。上述冷却水道由若干条沿主轴外壳轴向伸展的直水道1在两端按顺序连接构成,冷却水道优选为一条之字形水道,上述冷却水循环系统的供水管路连接冷却水道的进水口3,回水管路连接冷却水道的出水口4。上述高速电主轴冷却装置还包括半导体冷却部,半导体冷却部包括位于主轴外壳中间段的半导体制冷片5与位于半导体制冷片上的散热鳍片,散热鳍片包括鳍片储热体8与鳍片本体7,半导体制冷片5的冷端接触主轴外壳2与直水道1,热端接触鳍片储热体8。
上述方式中,半导体制冷片与散热鳍片用箍圈固定在密封水套上,并在与密封水套接触的部位进行密封处理。
上述方式中,半导体冷却部还包括向散热鳍片吹风的风扇。
上述方式中,半导体制冷片有两块或两块以上,所有半导体制冷片沿主轴外壳的中央段圆周向均衡分布。
上述方式中,各半导体制冷片采用12V直流电源供电,内部电子的运动以产生热量的转移,形成冷端和热端。其冷端接触主轴外壳及水道,热端接触散热鳍片。冷却水在流动的过程中受到半导体制冷片的二次冷却,增强了其冷却能力,提高了冷却效果。
上述方式中未述及的技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是,在本说明书的教导下本领域技术人员还可作出多种容易联想到的变化,诸如等同变化方式,或明显变形方式,这些变化均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置,包括套置在主轴外壳上的密封水套、开设在主轴外壳上的冷却水道及冷却水循环系统;其特征在于:所述冷却水道由若干条沿主轴外壳轴向伸展的直水道在其两端按顺序连接构成,冷却水循环系统的供水管路连接冷却水道的进水口,回水管路连接冷却水道的出水口;所述高速电主轴冷却装置还包括半导体冷却部,半导体冷却部包括位于主轴外壳中间段的半导体制冷片与位于半导体制冷片上的散热鳍片,半导体制冷片的冷端接触主轴外壳与直水道,热端接触散热鳍片。
2.根据权利要求1所述的用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置,其特征在于:所述半导体制冷片与散热鳍片用箍圈固定在密封水套上,并在与密封水套接触的部位进行密封处理。
3.根据权利要求1或2所述的用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置,其特征在于:所述半导体冷却部还包括向散热鳍片吹风的风扇。
4.根据权利要求1所述的用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置,其特征在于:所述冷却水道为一条之字形水道。
5.根据权利要求1所述的用半导体制冷技术降低冷却水温度的高速电主轴冷却装置,其特征在于:所述半导体制冷片有两块或两块以上,沿主轴外壳的中央段圆周向均衡分布。
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