CN205566014U - 双冷却电主轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双冷却电主轴，属于机床主轴技术领域，其具有主轴冷却系统和定子冷却系统，所述主轴冷却系统包括进油腔、泄油腔和主轴孔壁中的若干条轴向的冷却通道，冷却通道的两端分别连通进油腔和泄油腔，每条冷却通道上还开设有分支油口，连通轴承内圈上的注油孔；所述定子冷却系统包括设置在外壳与电机定子之间的定子冷却套，定子冷却套与外壳过盈配合，定子冷却套的外表面加工有螺旋槽；所述主轴冷却系统与定子冷却系统共用一个油箱，油箱中的冷却油由油泵加压输送，经过冷却通道和螺旋槽后排出，回到油箱。本实用新型设置两个冷却系统，同时对电机定子、电机转子、主轴和轴承进行冷却，逐步降低电主轴的整体温度，冷却效果显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机床主轴，特别涉及一种具有双冷却系统的电主轴。
背景技术
电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它融合了高速轴承技术、高速电机技术和冷却润滑技术等。但将电动机转子内置与主轴做成一体也带来许多需要解决的技术问题，其中之一便是电主轴的内部散热问题。
电动机的发热主要有定子绕组的铜耗发热及转子的铁损发热，其中转子的发热占电动机总发热量的近1/3，定子绕组的发热占电动机总发热量的2/3以上。除了电动机的发热外，还有主轴轴承的摩擦发热。以上这些部件发热而引起的热形变如果处理不当会严重影响机床的加工精度。高速旋转状态下，会直接导致主轴热变形，改变轴承的预紧状况，影响主轴的加工精度，严重时甚至会烧毁轴承，导致主轴损坏。由此可见，为保证电主轴良好的性能，冷却装置的设计不容忽视。
现有的电主轴冷却结构主要是定子冷却套，在外壳与定子之间设置冷却套，冷却套与外壳过盈配合，冷却套的外壁上开设用于冷却液循环的螺旋槽。但是，这种冷却结构只能针对定子进行降温冷却，而不能兼顾转子和主轴轴承，冷却效果不理想。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提供一种能同时对电机定子、电机转子和主轴轴承进行降温冷却的双冷却电主轴。
本实用新型的技术方案是：
一种双冷却电主轴，包括主轴、电机转子、电机定子、外壳，所述主轴具有安装拉杆组件的通孔，为空心轴，主轴通过安装其上的两个前轴承和两个后轴承可转动的安装在外壳内，所述电机定子安装在外壳内，电机转子以过盈配合的方式安装在主轴上且与电机定子相对应，其特征在于：所述双冷却电主轴具有主轴冷却系统和定子冷却系统；所述主轴冷却系统包括进油腔、泄油腔和主轴孔壁中的若干条轴向的冷却通道，所述进油腔设置在两个后轴承之间，所述泄油腔设置在两个前轴承之间，所述若干条冷却通道沿孔壁的圆周阵列分布，每条冷却通道的两端分别连通进油腔和泄油腔，每条冷却通道上还开设有4个分支油口，分别连通4个轴承的轴承内圈上的注油孔；所述定子冷却系统包括设置在外壳与电机定子之间的定子冷却套，所述定子冷却套与外壳采用过盈方式配合，定子冷却套的外表面加工有用于通过冷却油的螺旋槽；所述主轴冷却系统与定子冷却系统共用一个油箱，油箱中的冷却油通过油泵加压输送到进油腔和螺旋槽的冷却油入口，再经过冷却通道和螺旋槽，从泄油腔和螺旋槽的冷却油出口排出，回到油箱。
在上述的双冷却电主轴中，所述前轴承的外端依次设有前轴承压盖和前端盖，后轴承的外端依次设有后轴承压盖和后端盖；所述前轴承压盖、前端盖以及设置在主轴前端的夹头之间具有凹凸配合面，形成迷宫式机械密封结构，所述后轴承压盖和后端盖之间具有凹凸配合面，形成迷宫式机械密封结构。
在上述的双冷却电主轴中，所述电机转子为鼠笼式转子。
本实用新型的有益效果是：设置主轴冷却系统和定子冷却系统，主轴冷却系统通过冷却通道将冷却油加压输送到主轴内部，从内部直接冷却主轴和电机转子，冷却油还从轴承内圈的注油孔进入，对轴承进行润滑和冷却，再加上定子冷却系统通过螺旋槽对电机定子和外壳进行冷却，从而逐步降低电主轴的整体温度，冷却效果显著，大大提高了电主轴的热稳定性和加工精度。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：
如图1所示，本实施例的一种双冷却电主轴，包括主轴10、电机转子20、电机定子30和外壳40。
主轴10具有安装拉杆组件的通孔，为空心轴，主轴10通过安装其上的两个前轴承50和两个后轴承60可转动的安装在外壳40内，主轴10的前端设置有夹头11。前轴承50的外端依次设有前轴承压盖51和前端盖52，后轴承60的外端依次设有后轴承压盖61和后端盖62。前轴承压盖51、前端盖52以及夹头11之间具有凹凸配合面，形成迷宫式机械密封结构，后轴承压盖61和后端盖62之间具有凹凸配合面，形成迷宫式机械密封结构。电机定子30安装在外壳40内，电机转子20以过盈配合的方式安装在主轴10上且与电机定子30相对应，电机转子20为鼠笼式转子。
该双冷却电主轴具有主轴冷却系统和定子冷却系统。
主轴冷却系统包括进油腔71、泄油腔72和主轴10孔壁中的若干条轴向的冷却通道73，进油腔71设置在两个后轴承60之间，泄油腔72设置在两个前轴承50之间，冷却通道73沿孔壁的圆周阵列分布。每条冷却通道73的两端分别连通进油腔71和泄油腔73，每条冷却通道73上还开设有4个分支油口731，分别连通4个轴承50、60的轴承内圈上的注油孔。
定子冷却系统包括设置在外壳40与电机定子30之间的定子冷却套80，定子冷却套80与外壳40采用过盈方式配合，电机定子30与定子冷却套80也采用过盈方式配合。定子冷却套80的外表面加工有用于通过冷却油的螺旋槽81。
外壳40上开设有两对冷却油入口41和冷却油出口42，其中一对冷却油入、出口分别连通主轴冷却系统的进油腔71和泄油腔72，另一对冷却油入、出口分别连通定子冷却系统的螺旋槽81的两端。
主轴冷却系统与定子冷却系统共用一个油箱90，油箱90中的大量冷却油通过油泵91加压输送到进油腔71和螺旋槽81的冷却油入口41。进入进油腔71中的冷却油流经冷却通道73，从内部直接冷却主轴10和电机转子20，部分冷却油还从轴承内圈的注油孔进入到4个轴承50、60中，对轴承进行润滑和冷却，随着转速的升高，在离心力的作用下，进入轴承中的油也就越多，起到的润滑和冷却作用也越显著，然后，带着多余热量的冷却油流进泄油腔72。进入螺旋槽81中的冷却油绕着定子冷却套80流动，对电机定子30和外壳40进行冷却。最后，冷却油从泄油腔72和螺旋槽81的冷却油出口42排出，回到油箱90，如此循环，逐步降低电主轴的整体温度，冷却效果显著。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种双冷却电主轴，包括主轴、电机转子、电机定子、外壳，所述主轴具有安装拉杆组件的通孔，为空心轴，主轴通过安装其上的两个前轴承和两个后轴承可转动的安装在外壳内，所述电机定子安装在外壳内，电机转子以过盈配合的方式安装在主轴上且与电机定子相对应，其特征在于：所述双冷却电主轴具有主轴冷却系统和定子冷却系统；
所述主轴冷却系统包括进油腔、泄油腔和主轴孔壁中的若干条轴向的冷却通道，所述进油腔设置在两个后轴承之间，所述泄油腔设置在两个前轴承之间，所述若干条冷却通道沿孔壁的圆周阵列分布，每条冷却通道的两端分别连通进油腔和泄油腔，每条冷却通道上还开设有4个分支油口，分别连通4个轴承的轴承内圈上的注油孔；
所述定子冷却系统包括设置在外壳与电机定子之间的定子冷却套，所述定子冷却套与外壳采用过盈方式配合，定子冷却套的外表面加工有用于通过冷却油的螺旋槽；
所述主轴冷却系统与定子冷却系统共用一个油箱，油箱中的冷却油通过油泵加压输送到进油腔和螺旋槽的冷却油入口，再经过冷却通道和螺旋槽，从泄油腔和螺旋槽的冷却油出口排出，回到油箱。
2.按照权利要求1所述的双冷却电主轴，其特征在于：所述前轴承的外端依次设有前轴承压盖和前端盖，后轴承的外端依次设有后轴承压盖和后端盖；所述前轴承压盖、前端盖以及设置在主轴前端的夹头之间具有凹凸配合面，形成迷宫式机械密封结构，所述后轴承压盖和后端盖之间具有凹凸配合面，形成迷宫式机械密封结构。
3.按照权利要求1所述的双冷却电主轴，其特征在于：所述电机转子为鼠笼式转子。
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