CN204381971U - 新型冷却通道结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型冷却通道结构，主要是适用于电主轴冷却介质通道结构，其包括机体、外套，定子铜套，其包括有特殊结构的第一螺旋通道、第二螺旋通道、外围通道，各冷却通道通过若干内流道和输入通道、输出通道连接，该机体内部内的冷却通道为双孔并行的通道。所述双孔并行的冷却通道，对比起常规电主轴冷却系统增大了热交换面积，提高了散热效果，在使用过程中，可有效降低定子、机械主轴温度，提高机械主轴工作性能；通过采用若干内流道、螺旋通道的结合设计，可进一步增大其热交换面积；其结构简单、装配简单，有利于推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机械主轴的定子冷却结构。
背景技术
机床的高速化已成为一个不可阻挡的发展潮流，高速电主轴单元是实现高速切削的关键部件，高速电主轴单元为内装式电动机，取消了诸如齿轮、皮带等中间传动环节，实现了机床的“零传动”。但内装式电动机的功率损耗发热和轴承的摩擦发热不可忽视，在高速加工中，电主轴的热变形造成的加工误差达到工件总加工误差的60％～80％。对于高速电主轴的及时有效冷却以减小温升和热变形，对于高速机床来说尤为重要，电主轴过热往往会损坏零部件和工件的加工误差，影响电主轴使用寿命。目前，电主轴一般采用循环水冷却，水冷却有两种方式：一种是在电主轴的前轴承和电机定子周围加工一个环形水套，冷却水通过外套单个的进水道将冷却水送到前轴承和定子的环形水套冷却前轴承与定子，然后通过外套单个的出水通道将冷却水排出，然而这种传统的冷却方式主要是进出水通道受电主轴壳体壁厚的限制，进出水通道截面积过小，与较大的前轴承和定子环形水套通道的截面积不匹配，导致冷却水流量偏小，冷却效果不理想；另一种是在电主轴壳体上设置多个进水道和出水道，让电主轴壳体直接冷却，然而这种方式的不足之处是由电主轴壳体壁厚的限制，加工多条水道也存在困难；后端盖有多根水管与外水管连通，考虑的因素较多且不美观。
实用新型内容
本实用新型在于克服上述不足，提供一种新型冷却通道结构，充分解决电主轴过热带来的各种不利于机械加工的问题，同时也解决了冷却区域不均匀、通道布置不合理的技术问题。
本实用新型的技术方案是如此实现的：
新型冷却通道结构，包括机体、外套，定子铜套，所述外套是指安装在机体下部的一个金属环状零件，所述外套套接在机体下部，外套的内侧与机体下部外侧密闭结合，所述定子铜套内嵌于机体内部，定子铜套外侧与机体内侧密闭结合，该机体上具有输入流道，输入流道的一端是冷媒入口，该机体具有输出流道，输出流道的一端是冷媒出口，所述外套与机体之间具有第一螺旋通道，所述定子铜套与机体之间具有第二螺旋通道，所述输入流道的另一端与第一螺旋通道一端相连，所述第一螺旋通道另一端连接第二螺旋通道的一端，第二螺旋通道的另一端连接输出流道的另一端。
优选地，所述第一螺旋通道是由机体下部外侧具有的第一螺旋槽与外套内侧结合形成；所述第二螺旋通道是由定子铜套的外侧面具有的第二螺旋槽与机体内侧结合形成。
如此设计的益处在于方便产品的加工，对机体下部外侧开槽，然后外套内侧结合封闭；和对定子铜套的开槽，然后内嵌于机体内侧，该设计显然具有加工方便和成本低的有益效果。
优选地，该机体上部还可以设置上轴承座，在第一螺旋通道和第二螺旋通道之间通过内流道串联一外围冷却通道，所述外围冷却通道设置在上轴承座内。
如此设计的益处是让机体的各部分都可以充分散热，特别是定子铜套、上轴承套位置、外套位置的散热，冷却工作介质从冷媒入口进入机体后，先通到第一螺旋通道作为先冷却的部分，再经过外围冷却通道，对轴承进行冷却，体现了优先将主轴上容易产生更多热量的位置受冷，布局科学合理，继续输入冷媒至第二螺旋通道的目的在于使得定子铜套接受冷却，继而排出机体，体现了对不同冷却部位的兼顾。所述输入流道、输出流道、第一内流道、第二内流道、第一螺旋通道、第二螺旋通道均为双管并行通道。如此设计的益处在于增强冷却电主轴的效果，双管并行通道结构紧凑，方便加工。
优选地，所述螺旋冷却通道的中心轴线与机体的中心线重合。该形状特征是申请人经过多次试验后得出的最佳效果。
所述第一螺旋通道的螺距为9～12mm，最好为11mm，该数据是申请经过多次试验得到的最佳结果。
所述第二螺旋通道的螺距为19～22mm，最好为21mm，该数据是申请经过多次试验得到的最佳结果。
所述输入流道、输出流道、第一内流道、第二内流道截面为圆形，该圆形的直径为4～5mm，最好为4.8mm，该数据是申请经过多次试验得到的最佳结果。
所述冷媒或冷却工作介质可以是水、油液、空气等。
本实用新型除了可以充分让机体内的定子铜套、上轴承座、外套位置充分散热外，冷却通道布局合理，起到了优先冷却容易产生热量位置和兼顾其他需要冷却的位置的技术效果。
本实用新型还适于薄壁机体外套、定子铜套及并行通道的采用，使得冷却液通道的横截面积设计几乎不受机体壁厚的限制，故而同时解决了大流量与大尺寸电主轴冷却的需求问题。
本实用新型增加了冷却液单位时间在电主轴需要冷却的区域的流量，结构紧凑，外形美观，冷却效果极佳。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的俯视图；
图2是本实用新型的A-A剖面图；
图3是本实用新型的B-B剖面图；
图4是本实用新型的C-C剖面图；
附图标记：1.机体、2.定子铜套、3.上轴承座、311.输入流道、312.第一内流道、321.输出流道.4.冷媒入口.、5.冷媒出口、6.外套、7.第一螺旋通道、71.第一螺旋通道入口、72.第一螺旋通道出口、8.第二螺旋通道、81.第二螺旋通道入口、82.第二螺旋通道出口、9.外围冷却通道、91.外围冷却通道入口、92.外围冷却通道出口、921.第二内流道。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
如图1-4所示，
实施例1：新型冷却通道结构，包括机体1、外套6，定子铜套2，所述外套6是指安装在机体下部的一个金属环状零件，所述外套6套接在机体下部，外套6的内侧与机体1下部外侧密闭结合，所述定子铜套2内嵌于机体内部，定子铜套外侧2与机体1内侧密闭结合，该机体1上具有输入流道311，输入流道311的一端是冷媒入口4，该机体具有输出流道321，输出流道321的一端是冷媒出口5，所述外套与机体之间具有第一螺旋通道7，所述定子铜套2与机体1之间具有第二螺旋通道8，所述输入流道311的另一端与第一螺旋通道7一端相连，所述第一螺旋通道7另一端连接第二螺旋通道8的一端，第二螺旋通道8的另一端连接输出流道321的另一端。
优选地，所述第一螺旋通道是由机体下部外侧具有的第一螺旋槽与外套内侧结合形成；所述第二螺旋通道是由定子铜套的外侧面具有的第二螺旋槽与机体内侧结合形成。
实施例2：新型冷却通道结构，包括机体1，外套6，定子铜套2，机体1上部还具有上轴承座3；所述外套6是指安装在机体下部的一个金属环状零件，在机体上端设置冷媒入口4，所述冷却液总入口4内为输入流道311，所述输入流道311位于机体1内并通至外套6，与设置在外套6和机体1之间的第一螺旋通道入口71相连，外套6和机体1之间的靠近外套内圈的一侧内部的具有第一螺旋通道7，所述第一螺旋通道7的另一端为第一螺旋通道出口72，所述第一螺旋通道出口72位于外套6和基体1之间，与第一内流道312相连，所述第一内流道312另一端在靠近轴承座处与外围冷却通道入口91相连，所述外围冷却通道9在机体内围绕上轴承座3设置，并且在外围冷却通道9另一端设置外围冷却通道出口92，所述外围冷却通道出口92与第二内流道921相连，所述第二内流道921的另一端与第二螺旋通道入口81相连，第二螺旋通道8在机体1内围绕定子铜套2设置，第二旋转通道8的另一端是第二螺旋通道出口82，所述第二螺旋通道出口82与输出流道321相连，所述输出流道321的出口就是冷媒出口5。
优选地，所述输入流道4、输出流道5、第一内流道312、第二内流道921、第一螺旋通道7、第二螺旋通道8为双管并行通道。
优选地，所述第一螺旋通道7、第二螺旋通道8的中心轴线与机体的中心线重合。该形状特征是申请人经过多次试验后得出的最佳效果。
优选地，所述第一螺旋通道7的螺距为9～12mm，最好为11mm，该数据是申请经过多次试验得到的最佳结果。
优选地，所述第二螺旋通道8的螺距为19～22mm，最好为21mm，该数据是申请经过多次试验得到的最佳结果。
优选地，所述输入流道4、输出流道5、第一内流道312、第二内流道921的截面为圆形，该圆形的直径为4～5mm，最好为4.8mm，该数据是申请经过多次试验得到的最佳结果。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.新型冷却通道结构，包括机体、外套，定子铜套，其特征在于：所述外套套接在机体下部，外套的内侧与机体下部外侧密闭结合，所述定子铜套内嵌于机体内部，定子铜套外侧与机体内侧密闭结合，该机体上具有输入流道，输入流道的一端是冷媒入口，该机体具有输出流道，输出流道的一端是冷媒出口，所述外套与机体之间具有第一螺旋通道，所述定子铜套与机体之间具有第二螺旋通道，所述输入流道的另一端与第一螺旋通道一端相连，所述第一螺旋通道另一端连接第二螺旋通道的一端，第二螺旋通道的另一端连接输出流道的另一端。
2.如权利要求1所述的新型冷却通道结构，其特征在于：所述第一螺旋通道是由机体下部外侧具有的第一螺旋槽与外套内侧结合形成；所述第二螺旋通道是由定子铜套的外侧面具有的第二螺旋槽与机体内侧结合形成。
3.如权利要求1或2所述的新型冷却通道结构，其特征在于：该机体上部还具有上轴承座，在第一螺旋通道和第二螺旋通道之间通过内流道串联一外围冷却通道，所述外围冷却通道设置在上轴承座内。
4.如权利要求3所述的新型冷却通道结构，其特征在于：所述第一螺旋通道和第二螺旋通道的中心轴线与机体的中心线重合。
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| CN201420779482.0U CN204381971U (zh) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | 新型冷却通道结构 |
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|---|---|---|---|---|
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| EP3593943A4 (en) * | 2017-03-10 | 2020-12-16 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | MAIN SPINDLE DEVICE FOR MACHINE TOOL |
| CN113977345A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-01-28 | 扬州市久盈精密主轴有限公司 | 一种冷却效果好的电机主轴 |
| CN114521087A (zh) * | 2020-11-19 | 2022-05-20 | 英业达科技有限公司 | 散热装置 |
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