CN205051542U - 内埋式永磁同步电动机电主轴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内埋式永磁同步电动机电主轴装置，具有主轴，所述的主轴的一端与松刀汽缸连接，松刀汽缸与主轴之间设有反馈装置，主轴上设有通过轴承固定安装的外壳，主轴上设有永磁铁，永磁铁上环绕设有转子铁芯，转子铁芯上设有定子铁芯，定子铁芯的两端设有定子绕组，外壳上设有冷却液进口，外壳的另一端设有冷却液出口，冷却液进口和冷却液出口与设在外壳内的冷却管路连接，结构简单，高功率密度，高功率因素、结构紧凑，调整范围宽，散热性能好，热变形小，提高工作效率，润滑性能好，配合精度高，减少误差，提高使用寿命。

Description

内埋式永磁同步电动机电主轴装置

技术领域

本实用新型涉及一种内埋式永磁同步电动机电主轴装置。

背景技术

传统数控机床主轴驱动通常有三种方式：电机经过有限级齿轮传动驱动主轴的方式，电机经过同步带传动驱动主轴的方式，电机直接驱动主轴的方式。它们分别适用于大、中、小转矩的场合，这几种传动方式如果用于高速场合，会出现皮带打滑，振动和噪声加大，转动惯量大的缺点，从而影响零件的表面加工质量。

主轴旋转精度由轴承精度、主轴精度、电机转子三者的合理配合来保证。角接触球轴承必须有轴向预加载荷才能进行正常工作，预加载荷不仅可以消除轴承的轴向游隙，还可以提高轴承的刚度和主轴的旋转精度，抑制振动和钢球自转时的打滑现象。一般情况下，预加载荷越大，提高轴承的刚度、主轴的旋转精度的效果就越好；但另一方面，由于轴承克服摩擦所作的功大部分转化成热，轴承的温升就越高，电主轴系统温度就会提高，甚至可能造成轴承的烧伤。滚动轴承在高速旋转时，正确的润滑极为重要，润滑条件不好，将会造成轴承过热，引起电主轴系统温度的升高，由于电主轴系统是将主轴与电机转子连成一体，电机通电工作后产生的热量将直接传到主轴和主轴箱体，这是造成电主轴系统温升的主要原因。主轴轴系零件的正确配合与否对主轴系统温升也有一定影响，如轴承内外圈与主轴和主轴箱体的配合、主轴箱体前后轴承孔的同轴度等，误差过大也会引起轴承的异常发热。针对以上情况，必须采取相应措施，以控制电主轴系统的温升。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种高功率密度，高功率因素、结构紧凑，调整范围宽，散热性能好的内埋式永磁同步电动机电主轴装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内埋式永磁同步电动机电主轴装置，具有主轴，所述的主轴的一端与松刀汽缸连接，松刀汽缸与主轴之间设有反馈装置，主轴上设有通过轴承固定安装的外壳，主轴上设有永磁铁，永磁铁上环绕设有转子铁芯，转子铁芯上设有定子铁芯，定子铁芯的两端设有定子绕组，外壳上设有冷却液进口，外壳的另一端设有冷却液出口，冷却液进口和冷却液出口与设在外壳内的冷却管路连接。

进一步的，所述的轴承采用的是高速精密陶瓷轴承。

进一步的，所述的主轴为空心结构，其内部和顶端安装有刀具的拉紧和松开机构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，高功率密度，高功率因素、结构紧凑，调整范围宽，散热性能好，热变形小，提高工作效率，润滑性能好，配合精度高，减少误差，提高使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图中1.主轴，2.松刀汽缸，3.反馈装置，4.轴承，5.外壳，6.永磁铁，7.转子铁芯，8.定子铁芯，9.定子绕组，10.冷却液进口，11.冷却液出口，12.冷却管路。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示的一种内埋式永磁同步电动机电主轴装置，具有主轴1，所述的主轴1的一端与松刀汽缸2连接，松刀汽缸2与主轴1之间设有反馈装置3，主轴1上设有通过轴承4固定安装的外壳5，主轴1上设有永磁铁6，永磁铁6上环绕设有转子铁芯7，转子铁芯7上设有定子铁芯8，定子铁芯8的两端设有定子绕组9，外壳5上设有冷却液进口10，外壳5的另一端设有冷却液出口11，冷却液进口10和冷却液出口11与设在外壳5内的冷却管路12连接，轴承4采用的是高速精密陶瓷轴承，主轴1为空心结构，其内部和顶端安装有刀具的拉紧和松开机构。

具体的主轴1部件由高速精密陶瓷轴承4支撑于电主轴的外壳5中，外壳5中还安装有电动机的定子铁芯8和三相定子绕组9，为了有效地散热，在外,5体内设置有冷却管路12，主轴系统工作时，由冷却泵打入冷却液带走主轴单元内的热量，以保证电主轴的正常工作。主轴1为空心结构，其内部和顶端安装有刀具的拉紧和松开机构，以实现刀具的自动换刀，主,1外套内有电动机转子，主轴1端部还装有激光角位移传感器，以实现对主轴旋转位置的闭环控制，保证在自动换刀时能实现主轴的准停和螺纹加工时C轴与Z轴的准确联动。

冷却管路12固定在电主轴的外壳5上，冷却管路12为螺旋型的冷却水循环通道，冷却水由外壳5前端的冷却液进口10进入电主轴的冷却管路12中，经循环从外壳5后端的冷却液出口11流出，实施对电主轴温度的控制，在机床外有一套水温控制系统，该系统使用水作为冷却介质。冷却介质设定控制温度为20℃～23℃。当水温超过23℃或低于20℃时，水温控制机会自动进行制冷或加热。冷却水流量大于80L/min，最大工作压力0.7MPa。这样高速运转的主轴电机所产生的热传递到冷却套上时立刻由其外圆螺旋槽中的大流量冷却液带走，保证电主轴系统的温升在要求范围内。

主轴箱采用热对称结构，散热性能好，热变形小，能很快地将残留在主轴箱体热量散发掉；同时主轴1受热后轴线不发生偏移，既可保证主轴系统的温升在控制的范围内，又可保证主轴系统有较高的精度。

上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种内埋式永磁同步电动机电主轴装置，具有主轴(1)，其特征在于：所述的主轴(1)的一端与松刀汽缸(2)连接，松刀汽缸(2)与主轴(1)之间设有反馈装置(3)，主轴(1)上设有通过轴承(4)固定安装的外壳(5)，主轴(1)上设有永磁铁(6)，永磁铁(6)上环绕设有转子铁芯(7)，转子铁芯(7)上设有定子铁芯(8)，定子铁芯(8)的两端设有定子绕组(9)，外壳(5)上设有冷却液进口(10)，外壳(5)的另一端设有冷却液出口(11)，冷却液进口(10)和冷却液出口(11)与设在外壳(5)内的冷却管路(12)连接。

2.根据权利要求1所述的内埋式永磁同步电动机电主轴装置，其特征在于：所述的轴承(4)采用的是高速精密陶瓷轴承。

3.根据权利要求1所述的内埋式永磁同步电动机电主轴装置，其特征在于：所述的主轴(1)为空心结构，其内部和顶端安装有刀具的拉紧和松开机构。