[發明專利]一種節能機床主軸驅動機構及其配套稀土永磁電機

有效

• 申請號: 201310075122.2
• 申請日: 2013-03-09
• 公開（公告）號: CN103121110A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 郭自剛
• 申請（專利權）人: 郭自剛
• 主分類號: B23B19/00
• 分類號: B23B19/00;B23B19/02;H02K1/27
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及機床制造技術領域，特別是一種節能機床主軸驅動機構及其配套稀土永磁電機。

背景技術

我國現有普通機床大都采用三相異步電機經一級皮帶傳動，然后由床頭箱進行二、三次齒輪變速，實現傳動工作，但這種結構存在以下的不足之處：

相配套的三相異步電機一般轉速為1400轉/m或2800轉/m，而普通機床適用的工作轉速一般在50～2500轉/S之間，因此，必須采用皮帶和齒輪進行多極變速。這種傳動方法存在明顯的機械損耗，一般一級皮帶傳動的機械損耗在4～7%，一級齒輪傳動的機械損耗在1～3%。

機床工作過程中要反復地正、反轉和空運行，三相異步電機啟動電流大，一般在2～6倍，特別是反轉電機正轉時的工作慣量大，立即反轉時反轉啟動電流特別大，超過6倍的額定電流，因此，不僅耗能且系統沖擊大，容易損壞元器件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種節能機床主軸驅動機構及其配套稀土永磁電機，該機構結構緊湊，布局合理，構件少，易于制造、裝拆、維護，使用效果好。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種節能機床主軸驅動機構及其配套稀土永磁電機，包括主軸箱以及內裝于主軸箱內的永磁電機和機床主軸，所述永磁電機包括電機定子和用于帶動機床主軸運轉的電機轉子，所述永磁電機的電機機殼由設于主軸箱內側壁上的兩支撐環體支撐連接，以在電機機殼外側壁、主軸箱內側壁以及兩支撐環體之間形成一密封的冷卻流體流通腔道。

在本發明一實施例中，所述主軸箱位于兩支撐環體之間的側壁上分別開設有一冷卻流體進口和一冷卻流體出口，以向所述流通腔道中注入及排出冷卻流體，所述主軸箱位于兩支撐環體之間的側壁上還設有一冷卻流體測溫探頭固定座，以安裝用于探測流通腔道中冷卻流體溫度的測溫探頭。

在本發明一實施例中，所述電機轉子將矩形柱狀的稀土永磁材料內嵌于電機轉子沖片的柱狀槽內，所有柱狀槽排列成正多邊形且各柱狀槽端部之間相隔一定距離以形成空氣隔磁空間，各柱狀槽端部之間的距離為1.5～1.7mm，各柱狀槽端部離電機轉子外徑的距離為1.2～1.4mm，采用非導磁膠將稀土永磁材料和電機轉子沖片膠合在一起并填滿空氣隔磁空間，然后采用螺栓連接件將多個電機轉子沖片固定成環形柱體。

在本發明一實施例中，所述機床主軸中部錐度部位上套設有錐度軸套，所述錐度軸套由軸套定位鎖緊螺母鎖緊固定在機床主軸的錐度部位上；所述電機轉子冷壓固定于機床主軸的錐度軸套上，并在電機轉子與錐度軸套之間采用鍵連接；所述電機轉子前端與錐度軸套的軸向之間設有垂直于軸向的電機轉子軸向定位調節片，電機轉子后端由電機轉子定位鎖緊螺母鎖緊固定在錐度軸套上。

在本發明一實施例中，所述電機定子冷壓固定于圓筒形電機機殼中，以便于電機定子與電機機殼的整體裝拆，所述電機機殼冷壓固定于主軸箱內，使電機機殼外周部與所述兩支撐環體形成過盈配合，以在電機機殼外周部與支撐環體之間形成緊密的密封面，保證冷卻流體流通腔道的密封性。

在本發明一實施例中，所述主軸箱后端部開設有大于電機機殼的電機安裝通孔，以將電機機殼壓入所述主軸箱內并與支撐環體相配合，所述電機安裝通孔上裝設有主軸箱后端軸承座，所述主軸箱后端軸承座經后軸承組與所述機床主軸轉動連接；所述主軸箱前端部成型有軸承安裝定位腔，所述軸承安裝定位腔經前軸承組與所述機床主軸轉動連接。

在本發明一實施例中，所述主軸箱后端軸承座的后部設有后軸承組調隙機構，所述主軸箱內腔的前端設有前軸承組調隙機構。

在本發明一實施例中，所述電機機殼前端面主軸箱止口位置開設有若干螺紋連接孔，所述主軸箱腔內該止口端面上對應開設有公稱直徑大于所述螺紋連接孔的螺紋通孔，以在安裝時采用與所述螺紋連接孔直徑相當的螺栓將電機機殼和主軸箱固定連接，對電機機殼進行軸向和周向定位，或者在拆卸時旋入與所述螺紋通孔直徑相當的螺栓將電機機殼頂出；所述主軸箱前側上部設有可打開的主軸箱箱蓋，以便于永磁電機的裝拆、維護以及前軸承組間隙的調整。

在本發明一實施例中，所述機床主軸伸出主軸箱外的后端部上設有編碼器脈沖信號取樣圈。