[發明專利]一種高速車床電主軸部件冷卻方法及結構

無效

• 申請號: 201010180431.2
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101847909A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 王建軍;李文祥;蘇忠堂;王鵬
• 申請（專利權）人: 寶雞忠誠機床股份有限公司
• 主分類號: H02K9/19
• 分類號: H02K9/19;H02K5/20
• 代理公司: 寶雞市新發明專利事務所 61106
• 代理人: 席樹文

技術領域

本發明涉及一種高速車床電主軸部件冷卻結構，尤其涉及一種高速車床電主軸部件串聯冷卻結構。

背景技術

目前，現有的高速車床主運動結構主要由主軸、內裝式伺服電機、主軸軸承和箱體組成。而溫升是電主軸部件一個重要指標，車床在高速和重載工作條件下，內裝式伺服電機及主軸軸承運轉的發熱直接傳遞給箱體和主軸等零件，導致主軸軸線的線位移和角位移，影響加工精度，甚至導致軸承過熱而燒壞。

針對發熱問題，目前流行的解決方案是給內裝式伺服電機定子外殼上增加水套，以帶走內裝式伺服電機旋轉時產生的熱量，但這種結構在高速車床應用時存在以下不足：

1.這種給內裝式伺服電機定子外殼上增加水套的水冷卻方式僅對伺服電機產生的熱量進行了水冷卻，未見到對主軸軸承產生的熱量進行水冷卻。在高速電主軸部件中，除伺服電機產生大量熱外，因為前軸承通常為多盤軸承組合，高速旋轉時也會產生大量熱，而且比較集中，又因為前軸承靠近主軸工作端部，所以對主軸精度影響很大。

2.目前大多成品內裝式伺服電機在供貨時，定子都帶水套，這種結構要再實現對前軸承的冷卻比較困難。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術不足之處，通過本發明，把內裝式伺服電機定子所帶水套與新增圓柱形水套串聯起來，實現對伺服電機和主軸前軸承的同時水冷卻，進一步減少熱變形對高速車床加工精度的影響。

具體地說，一種高速車床電主軸部件冷卻方法，其是在高速車床主運動結構的內裝式伺服電機定子與箱體之間增加一軸承水套，并將內裝式伺服電機定子外殼上所帶水套與新增軸承水套串聯起來構成一個封閉的水冷卻循環系統。

實現上述方法的一種高速車床電主軸部件冷卻結構，其是在高速車床主運動結構的內裝式伺服電機定子與箱體之間裝有軸承水套，該軸承水套外圓切有冷卻腔槽及螺旋型流體通道，同時內裝式伺服電機定子外殼上帶有螺旋水套，軸承水套和螺旋水套兩個水套通過過孔串聯起來，并由箱體上冷卻水進口、軸承水套、內裝式伺服電機定子水套、箱體上冷卻水出口共同構成一個封閉的水冷卻循環系統。

本發明的有益效果是，通過更加有效地降低電主軸部件的溫升，進一步提升機床加工精度，提高主軸軸承和內裝式伺服電機的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明的結構簡圖。

圖2是本發明的實施工作圖。

圖號說明：1.冷卻水進口、2.冷卻水出口、3.主軸箱體、4.軸承水套、5.主軸、6.內裝式伺服電機定子、7內裝式伺服電機轉子、8.前軸承、9.后軸承、10.后軸承座、11.密封圈、12.定子水套。

具體實施方式

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：在內裝式伺服電機與箱體之間設計一個圓柱形軸承水套，該軸承水套外徑與箱體內孔配合裝配，內徑與內裝式伺服電機定子上螺旋水套外圓配合。定子水套外徑表面加工有一螺旋流體通道，內裝式伺服電機轉子通過熱裝方式過盈固裝在主軸上，前軸承安裝于軸承水套的前部內孔，后軸承座與軸承水套后端的后軸承座緊固在一起，用于安裝后軸承。在軸承水套的外徑圓柱面上加工一冷卻腔槽及一螺旋流體通道，工作時冷卻水經溫度自動調節器恒溫控制，從冷卻水進口進入軸承水套冷卻腔槽，冷卻前軸承，之后進入水套螺旋流體通道，再流入定子的螺旋水套，經過多圈螺旋流動，冷卻內裝式伺服電機，利用熱傳導原理吸收熱量后從冷卻流體出口流出，有效的轉移了內裝式伺服電機和主軸軸承的運轉發熱量，吸收熱量后的流體流回溫度自動調節器，釋放熱量后循環使用。

根據圖1及圖2可知，本發明所述的冷卻結構主要涉及到：冷卻水進口1、冷卻水出口2、主軸箱體3、軸承水套4、主軸5、內裝式伺服電機定子6、內裝式伺服電機轉子7、前軸承8、后軸承9、后軸承座10、密封圈11、定子水套12。其中圓柱形軸承水套4為本使用新型的主體件，該軸承水套4外徑與箱體3內孔配合裝配。內裝式伺服電機定子水套12配合于軸承水套4內壁，且內裝式伺服電機定子水套12外徑圓柱面加工有一螺旋流體通道，內裝式伺服電機轉子7通過熱裝方式過盈固裝在主軸5上，前軸承8安裝于軸承水套4的前部內孔，后軸承座10與軸承水套4后端的后軸承座10緊固在一起，用于安裝后軸承9。在軸承水套4的外徑圓柱面上加工一冷卻腔槽及一螺旋流體通道，兩端采用密封圈11對箱體和水套結合進行密封。