CN219403853U - 一种高刚度外圆磨削电主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高刚度外圆磨削电主轴；其包括主轴、主轴外壳、电机、气密封骨架、前陶瓷球轴承、后陶瓷球轴承和水冷系统；主轴外壳的两侧通过螺母分别连接前轴承法兰和后轴承法兰，水冷系统和电机设置在前轴承法兰和后轴承法兰之间，前轴承法兰和主轴之间过盈配合三个陶瓷球轴承，三个陶瓷球轴承中的两个轴承和一个轴承之间安装有前轴承内隔圈，前轴承法兰内圈设置有前轴承锁紧螺母，后轴承法兰和主轴之间过盈配合两个后陶瓷球轴承。本实用新型通过改变前轴承内隔圈的宽度配合前轴承锁紧螺母锁紧作用调节轴承预紧力实现电主轴的刚度的调节并达到预定值。本实用新型的电主轴结构简单，成本较低。

Description

一种高刚度外圆磨削电主轴

技术领域

本实用新型属于机械设计技术领域，具体的说，涉及一种高刚度外圆磨削电主轴。

背景技术

电主轴是一种集电动机和主轴一体化设备，具有体积小、结构紧凑及静动态性能好的特点。近年来磨削用电主轴不断发展，对于磨削电主轴的刚度需求也越来越高，如何设计电主轴结构参数使得主轴刚度要求可以达到实际需求显得尤为重要。

纵观现有技术，为了实现电主轴的高刚度性能，往往采用改变主轴外径、基本结构参数等方式，但在现实生产中往往会限制结构参数的范围，仅通过调节结构参数并不能使得电主轴刚度达到指定要求，且在现实生产中对结构参数进行调节往往会带来更多的成本和更少的容错空间，因此对电主轴结构进行结构改进，通过改变轴承的配置方式及预紧力也成为提高电主轴刚度的优选方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高刚度外圆磨削电主轴。该电主轴可以通过改变前轴承内隔圈的宽度配合前轴承锁紧螺母锁紧作用调节轴承预紧力，进而通过预紧力调节机制实现电主轴刚度的调节以达到预定高刚度值。本实用新型的电主轴结构简单，成本较低。

本实用新型的技术方案具体介绍如下。

一种高刚度外圆磨削电主轴，其包括主轴、主轴外壳、电机、气密封骨架、前陶瓷球轴承、后陶瓷球轴承和水冷系统；主轴外壳的两侧通过螺母分别连接前轴承法兰和后轴承法兰，水冷系统和电机设置在前轴承法兰和后轴承法兰之间，电机包括电机定子和电机转子，电机定子固定安装在主轴外壳上，电机转子和主轴过盈配合，前轴承法兰和主轴之间过盈配合三个前陶瓷球轴承，三个前陶瓷球轴承中的两个轴承和一个轴承之间安装有前轴承内隔圈，前轴承法兰外侧和前轴承压盖相连，内圈设置有前轴承锁紧螺母，前轴承压盖和前轴承锁紧螺母之间的空隙处设有气密封骨架；前轴承压盖的外侧和气密封压盖连接；后轴承法兰和主轴之间过盈配合两个后陶瓷球轴承，后轴承法兰的内圈和后轴承压盖连接，外圈和尾盖连接；水冷系统包括电机水套和O型圈，电机水套设置在主轴外壳和电机定子之间，电机水套两侧安装有O型圈，电机水套通过管道19和主轴外壳连通。

本实用新型中，前轴承法兰和主轴之间过盈配合的三个前陶瓷球轴承采用TBT方式配置。

本实用新型中，后轴承法兰和主轴之间过盈配合的两个后陶瓷球轴承采用DB方式配置。

本实用新型中，前轴承法兰外侧通过螺母连接前轴承压盖，前轴承压盖通过螺母和气密封压盖连接，后轴承法兰的内圈通过螺母和后轴承压盖连接，外圈通过螺母和尾盖连接。

本实用新型中，后轴承压盖通过螺母和电缆线保护罩连接。

现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的一种高刚度外圆磨削电主轴采用定位预紧的方式，可以通过改变前轴承内隔圈的宽度配合前轴承锁紧螺母调节轴承预紧力，进而改变电主轴的刚度；其可以在有限的尺寸范围内实现较大的刚度变化，使得电主轴的刚度可以达到预定值。

2、本实用新型的一种高刚度外圆磨削电主轴可以通过水冷系统对电主轴温度进行控制，提升电主轴的综合性能。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型高刚度外圆磨削电主轴立体图。

图2为本实用新型高刚度外圆磨削电主轴正视图。

图3为本实用新型高刚度外圆磨削电主轴A-A剖面图。

图4为本实用新型高刚度外圆磨削电主轴J-J剖面图。

图5为本实用新型高刚度外圆磨削电主轴轴承配置方式示意图。

附图标记说明：

1-气密封压盖、2-前轴承压盖、3-前轴承法兰、4-主轴、5-主轴外壳、6-电机水套、7-电机定子、8-电机转子、9-后轴承法兰、10-尾盖、11-气密封骨架、12-前轴承锁紧螺母、13-前陶瓷球轴承、14-前轴承内隔圈、15-O型圈、16-后陶瓷球轴承、17-后轴承压盖、18-电缆线保护罩、19-管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细阐述。

本实用新型提供一种高刚度外圆磨削电主轴,其通过砂轮磨削工件的外表面，它们通常用于研磨硬化材料，并且由于它们的磨蚀表面，可以很好地用于圆柱形产品。

如图1-5所示，高刚度外圆磨削电主轴包括主轴4、主轴外壳5、电机、气密封骨架11、前陶瓷球轴承13、后陶瓷球轴承16和水冷系统；主轴外壳5两侧通过螺母分别连接前轴承法兰3和后轴承法兰9，前轴承法兰3和后轴承法兰9之间设有电机和水冷系统；电机由电机定子7和电机转子8构成，电机定子7是线圈，电机转子8是磁铁，电机中的电机转子8和主轴4过盈配合，电机定子7安装在主轴外壳5上，给电机定子7通电之后，电机转子8在电机定子7内部旋转。

前轴承法兰3和主轴4之间过盈配合三个前陶瓷球轴承13；前轴承法兰3另一侧通过螺母连接有前轴承压盖2；前轴承压盖2内圈设置有前轴承锁紧螺母12，且两者之间空隙处设置有气密封骨架11；前轴承压盖2的外侧通过螺母连接有气密封压盖1；由于电主轴的使用环境大多具有水、尘，如这些物质进入主轴，会严重影响主轴的运行精度，降低主轴的寿命，这就要求电主轴具有良好的密封，气密封骨架11和气密封压盖1属于气密封结构，其中气密封骨架11将压缩气体分成两路，向内喷气防止润滑液体外流和向外喷气防止外部灰尘进入，气密封压盖1压在主轴端部，和主轴之间留有一定间隙，也能起到防尘作用。后轴承法兰9和主轴之间过盈配合两个后陶瓷球轴承16，两个后陶瓷球轴承16采用串联DB方式配置；后轴承法兰9另一侧外圈通过螺母连接有尾盖10，内圈通过螺母连接有后轴承压盖17；后轴承压盖17的另一侧通过螺母连接有电缆线保护罩18。主轴4前端三个前陶瓷球轴承13采用TBT(两个背对背和第三个串联)的方式，背对背的两个轴承和一个轴承之间安装有前轴承内隔圈14，主轴4后端两个后陶瓷球轴承16采用DB(串联)的方式。电主轴的水冷系统包括电极水套6，电机水套6设置在主轴外壳5和电机定子7之间，电机水套6两侧安装有O型圈15，，且电机水套6两侧上端设置有管道19连通主轴外壳5上端，其中，电主轴水冷系统接通外界，可以持续供水，O型圈15可以保证电机水套的密封性，通过水循环调节电机和电主轴温度，以提升电主轴的综合性能。

根据电主轴的结构，通过调节前轴承锁紧螺母12锁紧作用和调节前轴承内隔圈14的宽度可以实现对轴承预紧力的调节；当刚度小于目标值时，则更换更宽的前轴承内隔圈14配合锁紧螺母给轴承施加更大的预紧力，进而通过预紧力调节机制一定范围内微调电主轴的刚度，使得电主轴的刚度可以更接近预定值。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种高刚度外圆磨削电主轴，其特征在于：其包括主轴(4)、主轴外壳(5)、电机、气密封骨架(11)、前陶瓷球轴承(13)、后陶瓷球轴承(16)和水冷系统；主轴外壳(5)的两侧通过螺母分别连接前轴承法兰(3)和后轴承法兰(9)，水冷系统和电机设置在前轴承法兰(3)和后轴承法兰(9)之间，电机包括电机定子(7)和电机转子(8)，电机定子(7)固定安装在主轴外壳(5)上，电机转子(8)和主轴(4)过盈配合，前轴承法兰(3)和主轴(4)之间过盈配合三个前陶瓷球轴承(13)，三个前陶瓷球轴承(13)中的两个轴承和一个轴承之间安装有前轴承内隔圈(14)，前轴承法兰(3)外侧和前轴承压盖(2)相连，内圈设置有前轴承锁紧螺母(12)，前轴承压盖(2)和前轴承锁紧螺母(12)之间的空隙处设有气密封骨架(11)；前轴承压盖(2)的外侧和气密封压盖(1)连接；后轴承法兰(9)和主轴(4)之间过盈配合两个后陶瓷球轴承(16)，后轴承法兰(9)的内圈和后轴承压盖(17)连接，外圈和尾盖(10)连接；水冷系统包括电机水套(6)和O型圈(15)，电机水套(6)设置在主轴外壳(5)和电机定子(7)之间，电机水套(6)两侧安装有O型圈(15)，电机水套(6)通过管道(19)和主轴外壳(5)连通。

2.根据权利要求1所述的高刚度外圆磨削电主轴，其特征在于，前轴承法兰(3)和主轴(4)之间过盈配合的三个前陶瓷球轴承(13)采用TBT方式配置。

3.根据权利要求1所述的高刚度外圆磨削电主轴，其特征在于，后轴承法兰(9)和主轴(4)之间过盈配合的两个后陶瓷球轴承(16)采用DB方式配置。

4.根据权利要求1所述的高刚度外圆磨削电主轴，其特征在于，前轴承法兰(3)外侧通过螺母连接前轴承压盖(2)，前轴承压盖(2)通过螺母和气密封压盖(1)连接，后轴承法兰(9)的内圈通过螺母和后轴承压盖(17)连接，外圈通过螺母和尾盖(10)连接。

5.根据权利要求1所述的高刚度外圆磨削电主轴，其特征在于，后轴承压盖(17)通过螺母和电缆线保护罩(18)连接。