[發(fā)明專利]帶鼠籠式電機(jī)定子冷卻結(jié)構(gòu)的電主軸

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010245494.1
• 申請(qǐng)日: 2010-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN101895170A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊萬(wàn)里;李芳芳;呂浪;紀(jì)宗輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K7/08
• 分類號(hào): H02K7/08;H02K5/16;H02K9/197
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械制造領(lǐng)域中高速機(jī)床的主軸功能部件，尤其涉及帶鼠籠式電機(jī)定子冷卻結(jié)構(gòu)的電主軸。

背景技術(shù)

以高切削速度、高進(jìn)給速度、高加工精度為主要特征的高速精密加工是當(dāng)代四大先進(jìn)制造技術(shù)之一，是繼數(shù)控技術(shù)之后使制造技術(shù)產(chǎn)生第二次革命性飛躍的一項(xiàng)高新技術(shù)。高速精密加工機(jī)床不僅具有極高的生產(chǎn)效率，而且可顯著地提高零件的加工精度和表面質(zhì)量。高速精密機(jī)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(jī)床的整體發(fā)展水平。電主軸是一種直接依賴于軸承技術(shù)、精密制造與裝配等技術(shù)的高度機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品。其特點(diǎn)在于，將電機(jī)的功能與機(jī)床主軸功能從結(jié)構(gòu)上融為一體，省去了復(fù)雜的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、可快速起動(dòng)和停車、易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速和精密控制等優(yōu)點(diǎn)。隨著現(xiàn)代制造業(yè)向高速度、高精度、高效率方向的飛速發(fā)展，對(duì)機(jī)床主軸單元的性能要求越來(lái)越高，電主軸正逐步取代傳統(tǒng)的皮帶傳動(dòng)式機(jī)械主軸，成為現(xiàn)代機(jī)床主軸的主流結(jié)構(gòu)。

目前，電主軸的電機(jī)定子大多數(shù)采用螺旋槽循環(huán)冷卻方式，但采用螺旋槽冷卻方式，需要在電機(jī)殼體和電機(jī)定子之間增加一個(gè)封水套，電機(jī)定子與封水套固為一體，拆裝電機(jī)定子時(shí)，可采用工裝直接作用在封水套上，使電機(jī)定子的拆裝較為方便，但是封水套將增大電主軸的徑向尺寸，導(dǎo)致工程上主軸箱體尺寸過(guò)大，使其應(yīng)用受到限制，另外，具有螺旋槽的封水套裝入電機(jī)定子時(shí)，封水套兩端的橡膠密封圈很容易被摩擦力剪切損壞，導(dǎo)致密封失效。

為了避免螺旋槽封水套的上述不足，工程上常采用在電機(jī)殼體上加工呈圓周分布的軸向孔來(lái)冷卻電機(jī)定子，也就是鼠籠式電機(jī)定子冷卻結(jié)構(gòu)，這種冷卻結(jié)構(gòu)可以省略掉封水套，從而減小電主軸殼體的徑向尺寸。但是，由于省去了封水套，導(dǎo)致了電機(jī)定子的拆裝難度增加，為了電機(jī)定子壓入殼體和壓出殼體的方便，必須把前軸承座、后軸承座和電機(jī)殼體做成分開的形式，這樣電機(jī)定子才可以采用圓環(huán)套筒工裝壓入或壓出殼體。

但是這種結(jié)構(gòu)又帶來(lái)了另一方面的問(wèn)題。高速電主軸的前軸承由于在加工載荷作用下發(fā)熱嚴(yán)重，為保證其散熱以及延長(zhǎng)其使用壽命，也需要進(jìn)行外部強(qiáng)制冷卻，而如果采用前軸承座與電機(jī)殼體分開的形式，冷卻結(jié)構(gòu)將難以設(shè)置，同時(shí)，前軸承座與電機(jī)殼體連接的整體剛性就會(huì)下降，前軸承座孔與電機(jī)定子的同軸度在拆裝過(guò)程中也難以保證，這將直接影響到電主軸的回轉(zhuǎn)精度等主要性能參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便、冷卻效果好的帶鼠籠式電機(jī)定子冷卻結(jié)構(gòu)的電主軸。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種帶鼠籠式電機(jī)定子冷卻結(jié)構(gòu)的電主軸，包括主軸組件、電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、箱體、前軸承總成和后軸承總成，所述電機(jī)定子套設(shè)于箱體內(nèi)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子套設(shè)于主軸組件上，所述主軸組件置于電機(jī)定子內(nèi)，并通過(guò)前軸承總成和后軸承總成支承于箱體上，所述箱體上設(shè)有用于冷卻電機(jī)定子的鼠籠式冷卻通道，所述箱體前端設(shè)有用于安裝前軸承總成的前軸承座，所述前軸承座與箱體鑄造為一體，所述電機(jī)定子靠近前軸承座的一端套設(shè)有定子側(cè)環(huán)，通過(guò)筒體工裝可從所述前軸承座的內(nèi)孔作用于所述定子側(cè)環(huán)上并將電機(jī)定子從箱體后端推出。

所述定子側(cè)環(huán)一端為與電機(jī)定子套接的筒體部，另一端為擋于電機(jī)定子前端的圓環(huán)部。

所述圓環(huán)部的內(nèi)孔孔徑為d，所述前軸承座的內(nèi)孔孔徑為D，d＜D。

所述鼠籠式冷卻通道由沿箱體周向均勻布置的多個(gè)軸向孔組成，相鄰兩個(gè)軸向孔通過(guò)開設(shè)于箱體兩端的連通槽連通，至少一個(gè)所述軸向孔與外部水源連接。

所述前軸承座上設(shè)有前軸承冷卻通道，所述前軸承冷卻通道與至少一個(gè)所述軸向孔連接。

所述箱體后端裝設(shè)有直線軸承總成，所述直線軸承總成內(nèi)套裝有后軸承座，所述后軸承總成裝設(shè)于后軸承座內(nèi)，所述后軸承座后端設(shè)有彈簧壓板，所述彈簧壓板與所述直線軸承總成的直線軸承座之間設(shè)有壓縮彈簧。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：