[實用新型]電機內裝的箱體式滑動軸承電主軸

有效

• 申請號: 200820211138.6
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號: CN201320609Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 熊萬里;紀宗輝;呂浪;袁巨龍
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所
• 代理人: 趙 洪

技術領域

本實用新型涉及機械制造領域，尤其涉及電機內裝的箱體式滑動軸承電主軸。

背景技術

以高切削速度、高進給速度、高加工精度為主要特征的高速精密加工是當代四大先進制造技術之一，是繼數控技術之后使制造技術產生第二次革命性飛躍的一項高新技術。高速精密加工機床不僅具有極高的生產效率，而且可顯著地提高零件的加工精度和表面質量。高速精密機床的電主軸作為核心功能部件，其性能的高低直接影響到高速精密加工機床的整體發展水平。電主軸是一種直接依賴于軸承技術、精密制造與裝配等技術的高度機電一體化的高科技產品。其特點在于，將電機的功能與機床主軸功能從結構上融為一體，省去了復雜的中間傳動環節，具有調速范圍寬、轉動慣量小、可快速起動和停車、易于實現無級調速和精密控制等優點。隨著現代制造業向高速度、高精度、高效率方向的飛速發展，對機床主軸單元的性能要求越來越高，電主軸正逐步取代傳統的皮帶傳動式機械主軸，成為現代機床主軸的主流結構。

流體滑動軸承由于承載能力強、潤滑介質具有阻尼減振和“均化”誤差的作用，因此采用流體滑動軸承作為支撐的機床主軸剛性好、回轉精度高，非常適合于作為精密機床如精密磨床和精密鏜床電主軸的支承部件。目前工程上采用流體滑動軸承作為支撐的電主軸常分為電機后置式結構和電機內裝式結構。電機后置式結構，即電機定轉子位于前后軸承的后端，存在以下弱點：一是結構尺寸大，不利于機床結構緊湊化；二是由于重量大，插補響應慢，輪廓形面加工精度難以保證；三是容易造成載荷偏載，偏載負荷容易導致軸承受力情況差、軸承溫升升高，不利于提高速度和精度。如果采用電機內裝式滑動軸承電主軸結構，則具有如下明顯優點：一是重量減小約50％，當主軸頭作為機床的移動部件實行全數控插補運動中，系統響應速度很快，工件輪廓加工精度更高；二是結構尺寸減小約50％，有利于機床頭架和尾架的布置，由于可以很方便地避免加工過程中后置電機與尾架或工件干涉，可提高機床的加工工件的尺寸范圍，減小機床結構尺寸；三是軸承受力狀況明顯改善，溫升明顯降低，轉速和精度更高。

但電機內裝式滑動軸承電主軸在工程應用上，存在徑向結構尺寸過大，難于實現結構緊湊化等困難。目前的電機內裝式電主軸為套筒式結構，即電機定子和電機定子外邊的圓柱形封水套一起置于圓柱形套筒的內部；電主軸投入應用時，需進一步將電主軸套入到電主軸箱體預先加工好的圓孔內固定。該類結構的電主軸應用于磨削加工時，砂輪的半徑必須大于電機定子半徑、電機定子封水套厚度、套筒厚度和箱體厚度的總和，才可能磨削到工件。考慮到提高強度和剛度等因素，電主軸套筒的厚度和箱體的厚度往往較大，這導致工程上砂輪半徑進一步增大。這不僅增大了制造砂輪和使用砂輪的成本，也帶來了因為砂輪增大后造成的不平衡振動，使機床性能和磨削加工精度受到負面影響。電機內裝式滑動軸承電主軸正是由于存在上述缺陷，目前尚未能在機床上得到充分、廣泛地應用。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構緊湊、縮短整體的徑向尺寸、節省材料和加工成本的電機內裝的箱體式滑動軸承電主軸。

為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案。

一種電機內裝的箱體式滑動軸承電主軸，包括主軸、電機定子、電機轉子和箱體，所述箱體底部裝設有與機床滑軌相接的底座，箱體的前端裝設有前軸承，箱體的后端裝設有后軸承座，后軸承座內套裝后軸承，主軸的兩端分別支承于前軸承和后軸承中，電機定子套裝于箱體內，電機轉子裝設于主軸的中部。

所述后軸承后端設有與后軸承座相連的后端蓋，后軸承與后端蓋之間設有止推環，止推環通過鎖緊螺母固定于主軸上，止推環前端與后軸承之間設有止推軸承前端間隙，止推環后端與后端蓋之間設有止推軸承后端間隙，止推軸承前端間隙與止推軸承后端間隙內充滿有流體介質。

所述后軸承座上設有總流體通道，所述后軸承的外壁上設有與總流體通道連通的環形槽，后軸承上設有與環形槽連通的前流體膜通道和后流體膜通道，后端蓋上設有流體通道，前流體膜通道與止推軸承的前端間隙連通，后流體膜通道通過流體通道與止推軸承的后端間隙連通。

所述后端蓋與后軸承座之間設有墊片，墊片套于止推環外，墊片上設有連通后流體膜通道與流體通道的流體孔。

所述箱體內壁固定有封水套，電機定子通過封水套固定于箱體內。