CN208178434U - 一种新型主轴箱单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型主轴箱单元，涉及机床技术领域，包括箱体、穿设于箱体内的主轴、驱动主轴转动的电机，所述主轴外成对套设有角接触轴承，所述主轴外还套设有双列滚子轴承，所述主轴通过角接触轴承、双列滚子轴承与箱体建立转动连接。所述电机外套设有冷却套，所述冷却套和箱体间形成冷却油腔，所述箱体上设有与冷却油腔连通的进油口和出油口。本新型主轴箱单元通过设置双列滚子轴承，提高了主轴转动时的刚性和稳定性，通过设置冷却套，为电机提供有效散热，本主轴箱具有寿命长、工作稳定、转动精度高的优势。

Description

一种新型主轴箱单元

技术领域

本实用新型涉及机床技术领域，特别涉及一种新型主轴箱单元。

背景技术

主轴箱是机床的重要部件，主轴箱用于输出转矩，从而带动工件或刀具旋转起到加工作用，主轴箱一般由电机驱动转动。

现有授权公告号为CN202741749U的中国实用新型专利公开了一种机床主轴箱，包括箱体和穿设于箱体内的主轴，主轴和箱体之间设有套于主轴上的圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承的数量为两个且对称设置。两个圆锥滚子轴承虽然提高了主轴工作时的稳定性和刚性，但在高速重载的场合，两个该轴承仍无法满足刚性要求，轴承容易损坏。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种新型主轴箱单元，轴承不易损坏。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种新型主轴箱单元，包括箱体、穿设于箱体内的主轴、驱动主轴转动的电机，所述主轴外成对套设有角接触轴承，所述主轴外还套设有双列滚子轴承，所述主轴通过角接触轴承、双列滚子轴承与箱体建立转动连接。

通过上述技术方案，电机用于驱动主轴转动，角接触轴承在建立转动连接的同时，分别承载了主轴两个方向的轴向力；双列滚子轴承具有刚性大、承载力高的优点，且双列滚子轴承与主轴有较大的接触面积，则能进一步增强主轴工作时的刚性和承载能力，即使在高速重载的场合，各轴承也不易损坏，从而延长本主轴箱的使用寿命，并提高工作稳定性。

优选的，所述角接触轴承的数量为两对，两对所述角接触轴承分别位于电机两侧。

通过上述技术方案，两套角接触轴承分别位于电机两侧，则主轴在工作过程中受力较为平稳。

优选的，所述主轴的一端固定有卡盘，所述双列滚子轴承位于电机和卡盘之间。

通过上述技术方案，主轴箱在工作过程中，卡盘一般为轴向力的直接来源，双列滚子轴承安装于靠近卡盘的位置，能够有效地起到承载作用。

优选的，所述电机外套设有冷却套，所述冷却套和箱体间形成冷却油腔，所述箱体上设有与冷却油腔连通的进油口和出油口。

通过上述技术方案，电机的发热量较大，冷却油腔用于为电机散热。工作时，在进油口接入一定压力的冷却油，冷却油在冷却油腔内流动，最终从出油口排出，冷却油带走了一部分电机散发的热量，可在一定程度上防止电机烧坏。

优选的，所述冷却套的外壁上呈螺旋状开设有冷却流道，所述冷却流道与冷却油腔连通，所述进油口和出油口分别连通于冷却油腔的轴向两端。

通过上述技术方案，冷却流道的开设一方面增加了冷却油与冷却套的接触面积，另一方面冷却油能在冷却流道内沿其长度方向流动，从而使冷却套的外壁均匀地流过冷却油，提高散热能力。

优选的，所述电机为同步电机。

通过上述技术方案，同步电机具有转速稳定、可调速性能好等优点，能够满足机加工中的性能要求。

优选的，所述主轴上同轴固定有齿圈，所述箱体上设置有齿轮编码器，所述齿轮编码器的检测端正对齿圈的轮齿部位。

通过上述技术方案，编码器通过检测齿圈上轮齿的通过数量，从而检测主轴的转速和所处位置；齿轮编码器能和电机共同作用，起到主轴在任意位置定位的功能，方便了工件的加工，自动化程度高。

优选的，所述电机包括定子和转子，所述转子上固定有胀紧套，所述胀紧套的内圈通过胀紧固定于主轴上。

通过上述技术方案，胀紧套的连接方式具有足够的连接强度，一方面无须在主轴上设置键或槽，在减少主轴加工难度的同时，不易影响主轴的重心位置，主轴高速转动时的稳定性好；另一方面无须采用热胀冷缩的方式进行紧配安装，降低了工序难度。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

1、通过设置双列滚子轴承，提高了主轴转动时的刚性和稳定性；

2、通过设置冷却套，为电机提供有效散热；

3、通过设置胀紧套，方便了转子和主轴的连接固定。

附图说明

图1为实施例的一种新型主轴箱单元的立体图，主要突出本主轴箱的外部结构；

图2为图1的A-A剖视图，主要突出本主轴箱的内部结构；

图3为本主轴箱隐藏箱体后的立体图，主要突出冷却流道的结构；

图4为图3的C处放大图，主要突出齿轮编码器和齿圈的结构；

图5为图2的B处放大图，主要突出冷却油腔的结构。

附图标记：1、箱体；2、主轴；3、电机；11、卡盘；4、角接触轴承；5、双列滚子轴承；21、齿圈；12、齿轮编码器；31、定子；32、转子；6、胀紧套；7、冷却套；71、冷却油腔；72、密封圈；73、冷却流道；13、进油口；14、出油口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1和图2所示，一种新型主轴箱单元，包括箱体1、穿设于箱体1内的主轴2、驱动主轴2转动的电机3、固定于主轴2一端的卡盘11，箱体1与主轴2通过设置在两者之间的轴承建立转动连接，电机3为同步电机。

轴承包括两套角接触轴承4、一个双列滚子轴承5。两套角接触轴承4分别位于电机3两侧，每套角接触轴承4的轴承数量为两个，两个角接触轴承4的装配方向相反，角接触轴承4在建立转动连接的同时，能够分别承载主轴2两个方向的轴向力。由于两套角接触轴承4分别位于电机3两侧，则主轴2在工作过程中受力较为平稳。

卡盘11位于箱体1外，卡盘11用于夹持工件或刀具。双列滚子轴承5位于电机3和卡盘11之间紧靠角接触轴承4的位置。双列滚子轴承5具有刚性大、承载力高的优点，且双列滚子轴承5与主轴2有较大的接触面积，则能进一步增强主轴2工作时的刚性和承载能力，即使在高速重载的场合，各轴承也不易损坏，从而延长本主轴箱的使用寿命，并提高工作稳定性。主轴箱在工作过程中，卡盘11一般为轴向力的直接来源，双列滚子轴承5安装于靠近卡盘11的位置，能够有效地起到承载作用。

如图3和图4所示，主轴2上同轴固定有齿圈21，箱体1上设置有齿轮编码器12，齿轮编码器12的检测端正对齿圈21的轮齿部位。齿轮编码器12通过检测轮齿的通过数量产生电信号，并反馈至控制系统，从而检测主轴2的转速和所处位置；齿轮编码器12能和电机3共同作用，起到主轴2在任意位置定位的功能，方便了工件的加工，自动化程度高。齿轮编码器12为现有技术，在此不作赘述。

如图2所示，电机3包括定子31和转子32，转子32和主轴2通过设置在两者之间的胀紧套6建立固定连接，胀紧套6通过螺栓固定于转子32上。胀紧套6为现有技术，胀紧套6是一种无键联结装置，其原理是通过高强度拉力螺栓的拉力，在相互配合的胀紧环的斜面导向作用下产生径向力，从而在胀紧套6与主轴2之间产生巨大抱紧力，以实现主轴2与转子32的固定连接。胀紧套6的连接方式具有足够的连接强度，一方面无须在主轴2上设置键或槽，在减少主轴2加工难度的同时，不易影响主轴2的重心位置，主轴2高速转动时的稳定性好；另一方面无须采用热胀冷缩的方式进行紧配安装，降低了工序难度。

如图3和图5所示，定子31和箱体1之间固定有冷却套7，冷却套7的内壁与定子31的外侧壁相接触，冷却套7的外壁与箱体1之间形成冷却油腔71。冷却套7通过设置在外壁两端的密封圈72将冷却油腔71密封。冷却套7的外壁上呈螺旋状开设有冷却流道73，冷却流道73所环绕的轴线与冷却套7的轴线重合，冷却流道73与冷却油腔71连通。箱体1的外壁上设有与冷却油腔71连通的进油口13和出油口14，其中进油口13和出油口14分别连通于冷却油腔71的轴向两端。

电机3的发热量较大，冷却油腔71用于为电机3散热。工作时，在进油口13接入一定压力的冷却油，冷却油在冷却油腔71和冷却流道73内流动，最终从出油口14排出；冷却油带走了一部分从定子31传递到冷却套7上的热量，起到为电机3散热的作用。冷却油与冷却水相比，不易在主轴箱内产生锈蚀，且泄漏时不易使电机3短路损坏。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (8)

1.一种新型主轴箱单元，包括箱体(1)、穿设于箱体(1)内的主轴(2)、驱动主轴(2)转动的电机(3)，所述主轴(2)外成对套设有角接触轴承(4)，其特征是：所述主轴(2)外还套设有双列滚子轴承(5)，所述主轴(2)通过角接触轴承(4)、双列滚子轴承(5)与箱体(1)建立转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型主轴箱单元，其特征是：所述角接触轴承(4)的数量为两对，两对所述角接触轴承(4)分别位于电机(3)两侧。

3.根据权利要求2所述的一种新型主轴箱单元，其特征是：所述主轴(2)的一端固定有卡盘(11)，所述双列滚子轴承(5)位于电机(3)和卡盘(11)之间。

4.根据权利要求1所述的一种新型主轴箱单元，其特征是：所述电机(3)外套设有冷却套(7)，所述冷却套(7)和箱体(1)间形成冷却油腔(71)，所述箱体(1)上设有与冷却油腔(71)连通的进油口(13)和出油口(14)。

5.根据权利要求4所述的一种新型主轴箱单元，其特征是：所述冷却套(7)的外壁上呈螺旋状开设有冷却流道(73)，所述冷却流道(73)与冷却油腔(71)连通，所述进油口(13)和出油口(14)分别连通于冷却油腔(71)的轴向两端。

6.根据权利要求1所述的一种新型主轴箱单元，其特征是：所述电机(3)为同步电机。

7.根据权利要求1所述的一种新型主轴箱单元，其特征是：所述主轴(2)上同轴固定有齿圈(21)，所述箱体(1)上设置有齿轮编码器(12)，所述齿轮编码器(12)的检测端正对齿圈(21)的轮齿部位。

8.根据权利要求1所述的一种新型主轴箱单元，其特征是：所述电机(3)包括定子(31)和转子(32)，所述转子(32)上固定有胀紧套(6)，所述胀紧套(6)的内圈通过胀紧固定于主轴(2)上。