KR19990016980A - Spindle unit to cool the spindle bearings with cooling air - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주축의 내경에 찬공기를 유입할 수 있는 원통부를 설치하여 주축의 외경에 설치된 레이디얼 베어링의 내륜에서 발생되는 고온의 열이 주축에 전도될 경우 이를 신속히 주축의 내경으로부터 냉각시켜 주축의 고속회전중 열변위를 방지함은 물론, 흔들림을 방지 하므로서, 가공정밀도의 저하를 방지하고자 하는 주축 내경의 공기 냉각장치를 제공함에 목적이 있는 것이다.The present invention provides a cylindrical portion for introducing cold air into the inner diameter of the main shaft, when the high temperature heat generated from the inner ring of the radial bearing installed in the outer diameter of the main shaft is conducted to the main shaft to quickly cool it from the inner diameter of the main shaft It is an object of the present invention to provide an air cooling device having a spindle inner diameter that prevents degradation of processing precision while preventing thermal displacement during high speed rotation.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 통상의 주축(10)에 있어서;The present invention for achieving the above object, in the normal main shaft (10);
상기 주축(10)의 내경에는 공기가 순환될 수 있도록 시작점이 각기 다른 제 1,2줄 나선홈부(14)(16)가 형성된 원통부(12)가 설치되며;The inner diameter of the main shaft (10) is provided with a cylindrical portion (12) having first and second row spiral grooves (14, 16) having different starting points so that air can be circulated;
상기 제 1줄 나선홈부(14)의 시작 부분에는 냉각장치(20)와 연결된 제 1공기공급관(22)을, 제 1줄 나선홈부(14)의 끝나는 부분에는 제 1공기배출관(30)이 각각 설치되고;The first air supply pipe 22 connected to the cooling device 20 at the beginning of the first row of spiral grooves 14 and the first air discharge pipe 30 at the end of the first row of spiral grooves 14 are respectively. Installed;
그리고 상기 제 2줄 나선홈부(16)의 끝나는 부분에는 냉각장치(20)와 연결된 제 2공기공급관(24)을, 제 2줄 나선홈부(16)의 시작 부분에는 제 2공기배출관(32)이 각각 설치된 것을 특징으로 하는 것이다.A second air supply pipe 24 connected to the cooling device 20 is formed at the end of the second row spiral groove 16, and a second air discharge pipe 32 is formed at the beginning of the second row spiral groove 16. It is characterized in that each installed.
Description
본 발명은 주축 베어링 근처를 냉각공기로 냉각하는 주축장치에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면, 주축의 내경에 찬공기를 유입할 수 있는 원통부를 설치하여 주축의 외경에 설치된 레이디얼 베어링의 내륜에서 발생되는 고온의 열이 주축에 전도될 경우 이를 신속히 주축의 내경으로부터 냉각시켜 주축의 고속회전중 열변위 및 흔들림을 방지하여 가공 정밀도의 저하를 막고자 하는 주축 베어링 근처를 냉각공기로 냉각하는 주축장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle device for cooling the vicinity of the spindle bearings with cooling air. More specifically, the present invention relates to a spindle device for generating cold air into the bore of the spindle, which is generated from the inner ring of the radial bearing installed at the outer diameter of the spindle. When high temperature heat is transferred to the main shaft, it is rapidly cooled from the inner diameter of the main shaft to prevent thermal displacement and shaking during the high speed rotation of the main shaft. It is about.
도 3은 통상의 주축(MAIN SPINDEL)을 나타낸 단면도로서, 주축(110)의 외경에는내륜과 외륜및 다수의 볼로 이루어진 레이디얼 베어링(112)이 설치되게 되며, 이 레이디얼 베어링(112)은 주축(110)에서 발생되는 수직하중을 지지함은 물론, 고속회전을 용이하게 수행할 수 있도록 설치된 것으로, 상기 주축(100)은 공작물의 가공시 고속으로 회전되게 되는데, 이때 레이디얼 베어링(112)의 내륜과 외륜에서는 높은 온도의 열이 발생되며, 특히, 상기 내륜과 외륜에서 발생되는 열의 온도는 내륜이 외륜보다 상대적으로 높은 온도의 열을 발산하게 된다.3 is a cross-sectional view showing a typical main spindle (MAIN SPINDEL), the outer diameter of the main shaft 110 is provided with a radial bearing 112 consisting of an inner ring, an outer ring and a plurality of balls, the radial bearing 112 is a main shaft As well as supporting the vertical load generated in the 110, it is installed to facilitate high-speed rotation, the main shaft 100 is to be rotated at a high speed during the processing of the workpiece, the radial bearing of the 112 Inner rings and outer ring heat is generated, in particular, the temperature of the heat generated from the inner ring and the outer ring is that the inner ring radiates heat of a higher temperature than the outer ring.
이에, 주축(110)의 고속회전시 레이디얼 베어링(112)에서 발생되는 열의 냉각및 윤활 작용을 수행하기 위하여 오일 또는 그리이스등을 충진하였으나, 레이디얼 베어링(112)의 내륜에서 발생되는 열을 충분히 냉각시키지 못하여 레이디얼 베어링(112)의 내륜을 통해 주축(110)의 내부로 높은 온도의 열이 전도된다. 그러므로 주축(110)이 전도열로 인해 열변위 및 주축의 떨림으로 인하여 가공정밀도가 떨어지는 문제점이 있었다.Thus, oil or grease was filled in order to perform cooling and lubrication of heat generated from the radial bearing 112 during the high speed rotation of the main shaft 110, but sufficient heat was generated from the inner ring of the radial bearing 112. By not cooling, high temperature heat is conducted to the inside of the main shaft 110 through the inner ring of the radial bearing 112. Therefore, there is a problem that the processing accuracy is lowered due to the heat displacement and the shaking of the main shaft 110 due to the conduction heat.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 주축의 내경에 찬공기를 유입할 수 있는 원통부를 설치하여 주축의 외경에 설치된 레이디얼 베어링의 내륜에서 발생되는 고온의 열이 주축에 전도될 경우 이를 신속히 주축의 내경으로부터 냉각시켜 주축의 고속회전중 열변위를 방지함은 물론, 흔들림을 방지 하므로서, 가공정밀도의 저하를 방지하고자 하는 주축 베어링 근처를 냉각공기로 냉각하는 주축장치를 제공함에 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention is invented to solve the above problems, the high temperature heat generated from the inner ring of the radial bearing installed on the outer diameter of the main shaft by installing a cylindrical portion that can flow cold air into the inner diameter of the main shaft When it is inverted, it rapidly cools it from the inner diameter of the spindle to prevent thermal displacement during high speed rotation of the spindle, as well as to prevent shaking, thereby cooling the spindle device to cool the vicinity of the spindle bearing to prevent degradation of machining precision. The purpose is to provide.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 통상의 주축에 있어서; 상기 주축의 내경에는 공기가 순환될 수 있도록 시작점이 각기 다른 제 1,2줄 나선홈부가 형성된 원통부가 설치되며; 상기 제 1줄 나선홈부의 시작 부분에는 냉각장치와 연결된 제 1공기공급관을, 제 1줄 나선홈부의 끝나는 부분에는 제 1공기배출관이 각각 설치되고; 그리고 상기 제 2줄 나선홈부의 끝나는 부분에는 냉각장치와 연결된 제 2공기공급관을, 제 2줄 나선홈부의 시작 부분에는 제 2공기배출관이 각각 설치된 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention for achieving the above object is in a common main axis; The inner diameter of the main shaft is provided with a cylindrical portion formed with the first and second row spiral groove portions different from each other to allow air to circulate; A first air supply pipe connected to a cooling device is provided at the beginning of the first row of spiral grooves, and a first air discharge pipe is provided at the end of the first row of spiral grooves; And a second air supply pipe connected to the cooling device at the end of the second row of spiral groove portion, characterized in that the second air discharge pipe is installed at the beginning of the second row of spiral groove portion.
도 1은 본 발명의 주축을 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the main axis of the present invention.
도 2는 본 발명이 적용되어 얻어지는 주축 내경의 온도변화를 나타낸 그래프.Figure 2 is a graph showing the temperature change of the inner diameter of the spindle obtained by applying the present invention.
도 3은 종래의 주축을 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing a conventional main axis.
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊ Explanation of symbols on main parts of drawing
10 : 주축 12 : 원통관10: spindle 12: cylinder tube
14 : 제 1줄 나선홈부 16 : 제 2줄 나선홈부14: first row spiral groove portion 16: second row spiral groove portion
20 : 압축펌프 21 : 냉각장치20: compression pump 21: cooling device
22 : 제 1공기 공급관 24 : 제 2공기 공급관22: 1st air supply pipe 24: 2nd air supply pipe
30 : 제 1공기 배출관 32 : 제 2공기 배출관30: first air discharge pipe 32: second air discharge pipe
이하 본 발명을 첨부된 도면를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 주축을 나타낸 단면도로서 그 구성은 다음과 같다.1 is a cross-sectional view showing the main axis of the present invention is as follows.
통상의 주축(10)에 있어서, 상기 주축(10)의 내경에는 공기가 순환될 수 있도록 시작점이 각기 다른 제 1,2줄 나선홈부(14)(16)가 형성된 원통부(12)가 설치된다.In the conventional main shaft 10, the inner diameter of the main shaft 10 is provided with a cylindrical portion 12 formed with the first and second row spiral grooves 14, 16 having different starting points so that air can be circulated. .
그리고, 상기 제 1줄 나선홈부(14)의 시작 부분에는 냉각장치(20)및 압축펌프(21)와 연결된 제 1공기공급관(22)이 설치되어 있으며, 이 제 1줄 나선홈부(14)의 끝나는 부분, 즉, 찬공기가 이동되어 더운공기로 변환되는 시점에는 제 1공기를 외부로 배출 할 수 있는 제 1공기배출관(30)이 설치된다.In addition, a first air supply pipe 22 connected to the cooling device 20 and the compression pump 21 is installed at the beginning of the first row of spiral grooves 14, and the first row of spiral grooves 14 At the end, that is, when the cold air is moved and converted into hot air, the first air discharge pipe 30 capable of discharging the first air to the outside is installed.
또한, 상기 제 2줄 나선홈부(16)의 끝나는 부분에는 냉각장치(20)와 연결된 제 2공기 공급관(24)이 설치되어 있으며, 제 2줄 나선홈부(16)의 시작 부분, 즉, 제 2공기 공급관(24)을 통해 유입된 찬공기가 더운공기로 변환되는 시점에는 제 2공기 배출관(32)이 설치된 것이다.In addition, a second air supply pipe 24 connected to the cooling device 20 is installed at the end of the second row of spiral grooves 16, that is, at the beginning of the second row of spiral grooves 16. When the cold air introduced through the air supply pipe 24 is converted into hot air, the second air discharge pipe 32 is installed.
미 설명 부호 112는 주축(10)의 외경에 설치되어 이를 지지하는 레이디얼 베어링을 나타낸 것이다.Reference numeral 112 denotes a radial bearing installed on and supporting the outer diameter of the main shaft 10.
도 2는 주축 내경의 온도변화를 나타낸 그래프로서, 제 1공기공급관(22)에서 유입되는 제 1공기와 제 2공기 공급관(24)에서 유입되는 제 2공기는 냉각장치를 통해 상온보다 낮은 온도로 원통부(12)의 외경에 유입된다. 즉, 원통의 양단을 통해 찬공기가 유입되므로서 제 1,2공기의 유입 부분은 낮은 온도를 유지하게 되는 것이다.2 is a graph showing the temperature change of the inner diameter of the main shaft, the first air introduced from the first air supply pipe 22 and the second air introduced from the second air supply pipe 24 to a temperature lower than room temperature through the cooling device It flows into the outer diameter of the cylindrical part 12. That is, the cold air is introduced through both ends of the cylinder while the inlet portions of the first and second air are kept at a low temperature.
그리고, 상기 제 1,2공기공급관(22)(24)을 통해 유입된 찬공기는 중간부분에서 서는 순간적으로 평균온도점이 유지되는 상태를 나타낸다.In addition, cold air introduced through the first and second air supply pipes 22 and 24 represents a state in which the average temperature point is momentarily maintained in the middle portion.
따라서, 상기 평균온도점을 중심으로 제 1,2공기는 순환되게 되어 점차적으로 온도가 상승됨과 동시에 제 1,2공기공급관(22)(24)을 통해 찬공기가 계속적으로 유입되므로서, 제 1,2공기의 온도는 서로 상쇄되어 일정한 냉각온도를 유지하게 된다. 그러므로 레이디얼 베어링(112)으로 부터 추축(10)에 전도되는 전도열을 주축의 내경에서 부터 냉각 시켜 주축(10)의 고속 회전시 주축(10)이 받는 전도열로 인해 발생되는 열변위 및 흔들림 현상을 막는 것이다.Accordingly, the first and second air are circulated about the average temperature point, and as the temperature is gradually increased, cold air is continuously introduced through the first and second air supply pipes 22 and 24, and thus, the first and second air are circulated. The two air temperatures cancel each other to maintain a constant cooling temperature. Therefore, the heat of conduction conducted from the radial bearing 112 to the spindle 10 is cooled from the inner diameter of the main shaft so that the thermal displacement and shaking caused by the conduction heat received by the main shaft 10 during the high-speed rotation of the main shaft 10 are caused. It is to stop.
상술한 바와 같은 본 발명은, 주축의 내경에 찬공기를 유입할 수 있는 원통부를 설치하여 주축의 외경에 설치된 레이디얼 베어링의 내륜에서 발생되는 고온의 열이 주축에 전도될 경우 이를 신속히 주축의 내경으로 부터 냉각시켜 주축의 고속회전중 열변위를 방지함은 물론, 흔들림을 방지 하므로서, 가공정밀도의 저하를 방지하고자 하는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention provides a cylindrical portion through which cold air can be introduced into the inner diameter of the main shaft, so that the high temperature heat generated from the inner ring of the radial bearing installed on the outer diameter of the main shaft is quickly conducted to the main shaft. Cooling from to prevent thermal displacement during high speed rotation of the spindle, as well as to prevent shaking, thereby preventing the degradation of machining precision.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명 되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (1)
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