CN217453210U - 一种旋转轴的水冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转轴的水冷装置，旋转轴包括内轴和套接在内轴上的外轴，内轴与外轴之间形成环绕内轴的圆筒状冷却腔，冷却腔内设有筒状隔套，隔套将冷却腔分隔为紧贴内轴的内腔和紧贴外轴的外腔，内腔与外腔在外轴的一端相互连通，外轴的另一端设有连接座，连接座与外轴之间设有旋转密封机构，连接座上设有进水口和出水口，进水口和出水口分别与内腔及外腔连通。本实用新型的内轴与外轴之间形成了内外两层环状冷却水道，使得冷却水与旋转轴的接触面积大幅度增加，从而可以显著提升冷却效果，降低旋转轴的温度，延长设备的使用寿命。

Description

一种旋转轴的水冷装置

技术领域

本实用新型涉及设备冷却技术领域，具体涉及一种用于降低轴温度的旋转轴的水冷装置。

背景技术

现有技术中对于需要冷却的轴，其冷却方式冷却大多直接在轴内打孔通过旋转水冷接头往孔内注入水从而冷却轴，但这种结构只适用于轴径比较小的地方或者有位置能在轴上设计螺纹的，如果水冷口位置不在轴上就无法使用该结构。同时，在轴上打孔作为冷却管道，由于冷却管道的直径较小，其冷却液与轴的接触面积较小，因此无法达到良好的冷却效果。公开日为2021年4月27日，公开号为CN112705740A的中国专利文献公开了一种电主轴水冷却结构，属于机床电主轴技术领域，该装置包括主轴套筒以及配合在主轴套筒两端的压盖式后轴承座、前轴承端盖，主轴套筒上具有大于一的偶数条贯通该主轴套筒两端的换热通道，压盖式后轴承座上开有一圈第一转换口、前轴承端盖上开有一圈第二转换口，压盖式后轴承座上开有两条流道，一第一转换口、一第二转换口和两换热通道组成迂回流道，流道与若干迂回流道组成一条或两条冷却液通道。该装置通过开设孔道的方式对电主轴的套筒进行加工，在保证电主轴能够得到有效降温的情况下还能保证主轴套筒的机械强度。但该装置的冷却液通过管道对主轴实行冷却，由于冷却管道直径较小，冷却液与轴的接触面较小，因此冷却效果受到影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的旋转轴冷却装置其冷却液与旋转轴的接触面较小，无法达到良好的冷却效果的问题，提供了一种旋转轴的水冷装置，可以显著提升冷却效果，降低旋转轴的温度，延长设备的使用寿命。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种旋转轴的水冷装置，所述的旋转轴包括内轴和套接在内轴上的外轴，所述的内轴与外轴之间形成环绕内轴的圆筒状冷却腔，所述的冷却腔内设有筒状隔套，筒状隔套的长度小于冷却腔的长度，所述的隔套将冷却腔分隔为紧贴内轴的内腔和紧贴外轴的外腔，所述的内腔与外腔在外轴的一端相互连通，外轴的另一端设有连接座，连接座与外轴之间设有旋转密封机构，连接座上设有进水口和出水口，所述的进水口和出水口分别与所述的内腔及外腔连通。本实用新型的旋转轴包括内轴与外轴，内轴与外轴之间设有圆筒状的冷却腔，冷却腔内设有筒状隔套，隔套将冷却腔分隔为紧贴内轴的内腔和紧贴外轴的外腔，而冷却水从旋转轴的一端进入，通过其中的外腔（或内腔）向旋转轴的另一端流动，再通过内腔（或外腔）返回并流出。这样，本实用新型的内轴与外轴之间形成了内外两层环状冷却水道，使得冷却水与旋转轴的接触面积大幅度增加，从而可以显著提升冷却效果，降低旋转轴的温度，延长设备的使用寿命。

作为优选，进水口与所述的外腔连通，所述的出水口与所述的内腔连通，冷却水通过进水口从外轴设有连接座的一端进入外腔，经外腔流向外轴的另一端并在该端进入内腔，再从内腔反向流至连接座并从出水口流出。本方案采用外腔进水，内腔出水的方案。

作为另一种可选方案，进水口与所述的内腔连通，所述的出水口与所述的外腔连通，冷却水通过进水口从外轴设有连接座的一端进入内腔，经内腔流向外轴的另一端并在该端进入外腔，再从外腔反向流至连接座并从出水口流出。本方案采用内腔进水，外腔出水的方案。

作为优选，隔套靠近连接座的一端设有外翻边，隔套通过所述外翻边与外轴的内壁焊接固定，隔套的另一端外壁上固定有支撑块，所述的支撑块与外轴的内壁抵接，支撑块的一侧设有导向斜面。本实用新型的隔套采用一端与外轴的内壁焊接固定，另一端通过支撑块支撑的方式定位，支撑块之间形成流道，水流可以通过，而支撑块上设置导向斜面可以便于隔套的插入安装。

作为优选，旋转密封机构包括设置在连接座内壁上的三条环形槽，所述的环形槽间隔设置，环形槽内设有GLY密封圈，所述的进水口和出水口分别位于相邻的两条环形槽之间。三条环形槽将进水口和出水口密封分隔，GLY密封圈是专门用于密封旋转水冷的结构，可以确保进水口与出水口之间的密封分隔。但是该密封圈需要保证密封圈安装处（外轴外径）的硬度要大于55HRC，所以通常外轴需要进行局部渗氮处理。

作为优选，外轴的外壁上设有与所述进水口和出水口对应的环形凹槽，所述环形凹槽的槽底设有多个贯穿外轴的通孔，所述通孔沿外轴周向均匀布置，所述进水口及出水口通过所述的环形凹槽和通孔与冷却腔连通。由于旋转轴工作时不停地旋转，因此在外轴的外壁上设置环绕外轴的环形凹槽，通过环形凹槽连通进水口或出水口，并通过环形凹槽底部的多个通孔与外轴内的冷却腔连通，使旋转轴转动不会影响冷却水的流动。

作为优选，连接座与外轴之间还设有轴承，所述轴承设置在连接座远离隔套的一端。

作为优选，内轴的一端设有凸环，外轴的一端与凸环焊接固定，内轴的另一端套设有环形端板，所述的环形端板焊接在内轴外壁上，环形端板的外周与外轴焊接固定。本实用新型的内轴与外轴两端通过焊接固定，并形成封闭结构的冷却腔。

本实用新型有益效果是：本实用新型的水冷装置通过在内轴与外轴之间设置圆筒状冷却腔，通过隔套使冷却液在冷却腔分层来回流动，可以大大增加冷却液与旋转轴的接触面积，提升冷却效果，有效地解决了现有技术的旋转轴冷却装置其冷却液与旋转轴的接触面较小，无法达到良好的冷却效果的问题，本实用新型的水冷装置具有结构简单，适用范围广，节省空间和成本的优点。

附图说明

图1是本实用新型旋转轴的水冷装置的一种结构剖视图；

图2是本实用新型水冷装置的一种水流方向示意图；

图3是图1的局部放大图。

图中：1. 内轴，2.外轴，3.隔套，4.内腔，5.外腔，6.连接座，7.进水口，8.出水口，9.外翻边，10.支撑块，11.环形槽，12.GLY密封圈，13.环形凹槽，14.通孔，15.轴承，16.凸环，17.环形端板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本实用新型技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

在图1所示的实施例中，一种旋转轴的水冷装置，所述的旋转轴包括内轴1和套接在内轴上的外轴2，内轴的一端设有凸环16，外轴的一端与凸环焊接固定，内轴的另一端套设有环形端板17，所述的环形端板焊接在内轴外壁上，环形端板的外周与外轴焊接固定。内轴与外轴之间形成环绕内轴的圆筒状冷却腔，所述的冷却腔内设有薄壁结构的筒状隔套3，筒状隔套的长度小于冷却腔的长度，隔套靠近连接座的一端设有外翻边9，隔套通过所述外翻边与外轴的内壁焊接固定，隔套的另一端外壁上固定有支撑块10，所述的支撑块与外轴的内壁抵接，支撑块的一侧设有导向斜面；所述的隔套将冷却腔分隔为紧贴内轴的内腔4和紧贴外轴的外腔5，所述的内腔与外腔在外轴的一端相互连通，外轴的另一端设有连接座6，连接座与外轴之间设有旋转密封机构，旋转密封机构包括设置在连接座内壁上的三条环形槽11，所述的环形槽间隔设置，环形槽内设有GLY密封圈12，连接座上设有进水口7和出水口8，所述的进水口和出水口分别位于相邻的两条环形槽之间；连接座与外轴之间还设有轴承15，所述轴承设置在连接座远离隔套的一端。外轴的外壁上设有与所述进水口和出水口对应的环形凹槽13，所述环形凹槽的槽底设有多个贯穿外轴的通孔14，所述通孔沿外轴周向均匀布置，所述进水口及出水口通过所述的环形凹槽和通孔与冷却腔连通。本实施例的进水口与所述的外腔连通，所述的出水口与所述的内腔连通，冷却水通过进水口从外轴设有连接座的一端进入外腔，经外腔流向外轴的另一端并在该端进入内腔，再从内腔反向流至连接座并从出水口流出。

实施例2

实施例2的进水口与所述的内腔连通，所述的出水口与所述的外腔连通，冷却水通过进水口从外轴设有连接座的一端进入内腔，经内腔流向外轴的另一端并在该端进入外腔，再从外腔反向流至连接座并从出水口流出，其余和实施例1相同。

本实用新型的旋转轴包括内轴与外轴，内轴与外轴之间设有圆筒状的冷却腔，冷却腔内设有筒状隔套，隔套将冷却腔分隔为紧贴内轴的内腔和紧贴外轴的外腔，而冷却水从旋转轴的一端进入，通过其中的外腔向旋转轴的另一端流动，再通过内腔返回并流出。这样，本实用新型的内轴与外轴之间形成了内外两层环状冷却水道，使得冷却水与旋转轴的接触面积大幅度增加，从而可以显著提升冷却效果，降低旋转轴的温度，延长设备的使用寿命。

除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种旋转轴的水冷装置，其特征是，所述的旋转轴包括内轴（1）和套接在内轴上的外轴（2），所述的内轴与外轴之间形成环绕内轴的圆筒状冷却腔，所述的冷却腔内设有筒状隔套（3），筒状隔套的长度小于冷却腔的长度，所述的隔套将冷却腔分隔为紧贴内轴的内腔（4）和紧贴外轴的外腔（5），所述的内腔与外腔在外轴的一端相互连通，外轴的另一端设有连接座（6），连接座与外轴之间设有旋转密封机构，连接座上设有进水口（7）和出水口（8），所述的进水口和出水口分别与所述的内腔及外腔连通。

2.根据权利要求1所述的旋转轴的水冷装置，其特征在于，所述的进水口与所述的外腔连通，所述的出水口与所述的内腔连通，冷却水通过进水口从外轴设有连接座的一端进入外腔，经外腔流向外轴的另一端并在该端进入内腔，再从内腔反向流至连接座并从出水口流出。

3.根据权利要求1所述的旋转轴的水冷装置，其特征在于，所述的进水口与所述的内腔连通，所述的出水口与所述的外腔连通，冷却水通过进水口从外轴设有连接座的一端进入内腔，经内腔流向外轴的另一端并在该端进入外腔，再从外腔反向流至连接座并从出水口流出。

4.根据权利要求1所述的旋转轴的水冷装置，其特征在于，所述隔套靠近连接座的一端设有外翻边（9），隔套通过所述外翻边与外轴的内壁焊接固定，隔套的另一端外壁上固定有支撑块（10），所述的支撑块与外轴的内壁抵接，支撑块的一侧设有导向斜面。

5.根据权利要求1所述的旋转轴的水冷装置，其特征在于，所述的旋转密封机构包括设置在连接座内壁上的三条环形槽（11），所述的环形槽间隔设置，环形槽内设有GLY密封圈（12），所述的进水口和出水口分别位于相邻的两条环形槽之间。

6.根据权利要求5所述的旋转轴的水冷装置，其特征在于，所述外轴的外壁上设有与所述进水口和出水口对应的环形凹槽（13），所述环形凹槽的槽底设有多个贯穿外轴的通孔（14），所述通孔沿外轴周向均匀布置，所述进水口及出水口通过所述的环形凹槽和通孔与冷却腔连通。

7.根据权利要求1所述的旋转轴的水冷装置，其特征在于，连接座与外轴之间还设有轴承（15），所述轴承设置在连接座远离隔套的一端。

8.根据权利要求1-7任一项所述的旋转轴的水冷装置，其特征在于，内轴的一端设有凸环（16），外轴的一端与凸环焊接固定，内轴的另一端套设有环形端板（17），所述的环形端板焊接在内轴外壁上，环形端板的外周与外轴焊接固定。

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