[實(shí)用新型]一種內(nèi)置式超高速電主軸

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920316500.0
• 申請(qǐng)日: 2009-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201573113U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡惜時(shí)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南杰克數(shù)控磨床有限公司
• 主分類號(hào): B24B41/04
• 分類號(hào): B24B41/04
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)置式超高速電主軸，解決目前電主軸功率小，速度低回轉(zhuǎn)精度不高的問(wèn)題，該裝置主要用于超高速磨床超高速磨削加工。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的電主軸功率較小一般在20千瓦以下，轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)/分以內(nèi)，對(duì)應(yīng)的砂輪線速度在80米/秒以內(nèi)。這種裝置存在的主要問(wèn)題：1、功率不夠大，生產(chǎn)效率難以提高。2、砂輪線速度限制在80米/秒以內(nèi)，零件加工精度和生產(chǎn)節(jié)拍受到限制。3、由于受到功率和轉(zhuǎn)速的限制無(wú)法實(shí)現(xiàn)超高速磨削加工工藝要求。4、回轉(zhuǎn)精度不高。因此，對(duì)現(xiàn)有電主軸以及裝置加以改進(jìn)，以滿足超高速磨削工藝要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種功率大、轉(zhuǎn)速高且回轉(zhuǎn)精度高的內(nèi)置式超高速電主軸。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的內(nèi)置式超高速電主軸，主軸的兩端通過(guò)前軸承和后軸承安裝在殼體上，在所述的前軸承和后軸承上分別周向均勻設(shè)有4個(gè)與所述的主軸對(duì)應(yīng)的靜動(dòng)壓油腔，在所述的殼體上設(shè)有壓力油路及其節(jié)流器與所述的靜動(dòng)壓油腔連通，前端蓋設(shè)有與所述的主軸的臺(tái)肩一側(cè)對(duì)應(yīng)且與所述的壓力油路及其節(jié)流器連通的前端蓋端面油腔，所述的前軸承設(shè)有與所述的主軸的臺(tái)肩另一側(cè)對(duì)應(yīng)且與所述的靜動(dòng)壓油腔連通的前軸承端面油腔，所述的殼體底部設(shè)有回油路，在所述的殼體的中部設(shè)有電機(jī)定子，在所述的主軸的中部設(shè)有與所述的電機(jī)定子對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子。

所述的主軸內(nèi)安裝有內(nèi)置式超高速動(dòng)平衡頭及其動(dòng)平衡傳感器。

所述的前后軸承供油路的管道上設(shè)有溫度傳感器和溫度控制裝置。

所述的前軸承和后軸承與所述的主軸之間間隙為0.05mm。

所述的電機(jī)定子與電機(jī)轉(zhuǎn)子之間有1-2mm間隙。

所述的電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子為內(nèi)置式伺服主軸電機(jī)。

采用上述技術(shù)方案的內(nèi)置式超高速電主軸，采用一種潤(rùn)滑液作為介質(zhì)，潤(rùn)滑液增壓后填充在主軸和軸承中間，將主軸和軸承隔離。潤(rùn)滑液在增壓節(jié)流后進(jìn)入軸承內(nèi)腔，將主軸托起，使主軸在潤(rùn)滑液中懸浮。主軸和電機(jī)的轉(zhuǎn)子聯(lián)結(jié)成一體，電機(jī)定子和安裝軸承的殼體聯(lián)結(jié)在一起，電機(jī)通電后，電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)主軸回轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型提供的大功率內(nèi)置式超高速電主軸，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率為40-120千瓦，采用液體靜動(dòng)壓軸承結(jié)構(gòu)，其介質(zhì)為高速主軸液體潤(rùn)滑液，液體介質(zhì)將主軸和軸承隔離不發(fā)生金屬接觸，使主軸直徑在φ100毫米時(shí)能達(dá)到15000轉(zhuǎn)/分以上正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使對(duì)應(yīng)的砂輪線速達(dá)到300米/秒以上，使主軸軸承動(dòng)剛度達(dá)到100公斤/微米。

本實(shí)用新型的工作原理是：利用流體力學(xué)原理，機(jī)電一體化原理，自動(dòng)控制原理，設(shè)計(jì)節(jié)流器和靜動(dòng)壓油腔，使主軸懸浮在潤(rùn)滑液中，主軸在高速回轉(zhuǎn)中不發(fā)生金屬接觸，因少量摩擦產(chǎn)生的熱量通過(guò)潤(rùn)滑液帶走，主軸在高速回轉(zhuǎn)中自動(dòng)平衡裝置能進(jìn)行自動(dòng)平衡，使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到DN＝2×10⁶(D主軸直徑，單位：毫米，N主軸轉(zhuǎn)速，單位：轉(zhuǎn)/分)。由于靜動(dòng)壓油腔的復(fù)合作用，使主軸在超高速回轉(zhuǎn)中能自動(dòng)定心保持穩(wěn)定工作。

本實(shí)用新型的顯著特點(diǎn)是：

1、設(shè)有由主軸、靜動(dòng)壓油腔組成的靜動(dòng)壓軸承、主軸伺服電機(jī)、內(nèi)置式動(dòng)平衡裝置、油泵、溫度傳感器、溫度控制裝置和油路組成的超高速電主軸，實(shí)現(xiàn)了純液體摩擦，無(wú)金屬接觸，理論上無(wú)摩損。

2、設(shè)置于主軸內(nèi)部的內(nèi)置式動(dòng)平衡裝置，能在超高速回轉(zhuǎn)下，實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)平衡，大大提高了主軸的轉(zhuǎn)速。

3、采用特種潤(rùn)滑液減少了摩擦和發(fā)熱，使主軸轉(zhuǎn)速能達(dá)到DN＝2×10⁶

4、將主軸伺服電機(jī)設(shè)置于主軸中部，所構(gòu)成的超高速電主軸結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，受力狀況好，驅(qū)動(dòng)力大。

5、設(shè)置于靜動(dòng)壓軸承內(nèi)的靜壓油腔和動(dòng)壓油腔組成的靜動(dòng)壓復(fù)合油腔，大大提高了主軸在超高速情況下的動(dòng)剛度和回轉(zhuǎn)精度，使主軸軸承剛度達(dá)到100公斤/微米。

綜上所述，本實(shí)用新型是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)金屬接觸，無(wú)磨損，摩擦系數(shù)小，高剛性，高回轉(zhuǎn)精度，高壽命，超高速的內(nèi)置式超高速電主軸，可廣泛用于各種數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)特別是超高速數(shù)控磨床的主軸系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型液壓原理圖

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的軸承部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的軸承部分的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于實(shí)施例所描述的范圍。