[發明專利]一種氣浮電主軸

有效

• 申請號: 201610677100.7
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN106141213B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 吳魁;雷群;湯秀清
• 申請（專利權）人: 廣州市昊志機電股份有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02;B23Q11/12
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙)44288
• 代理人: 張耐寒,占偉彬

技術領域

本發明涉及加工設備技術領域，尤其涉及一種氣浮電主軸。

背景技術

電主軸是最近幾年在數控機床領域出現的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術。隨著經濟發展和技術騰飛的需求，越來越多的新技術不斷涌現，機械加工行業也在異軍突起，尤其是占據領先地位的電主軸行業技術創新非常明顯。由于油泵、油嘴磨削，有色金屬的成型加工以及高光行業的精度越來越高，迫使電主軸向著高轉速和高功率方向發展。傳統的滾珠軸承電主軸受制于軸承的限制，其轉速很難進一步提高。因此，電主軸行業的高轉速必須在氣浮主軸上進行研發。

現有氣浮高速電主軸的功率(﹤1.5Kw)往往不如滾珠軸承，這主要是因為受到氣浮軸芯的結構限制。如圖1-2所示，為了節省空間，現有氣浮軸芯多采用嵌銅鼠籠結構，其轉子部件以嵌銅方式固定在軸芯上。也就是說，在軸向方向上，銅鼠籠轉子不會向外凸出軸芯，與軸芯的外壁是平齊的。雖然，節省了一部分空間，然而，嵌銅工藝復雜，使得軸芯的加工周期偏長，良品率低，且嵌銅工藝往往需要使用硬磁材料，材料選擇范圍小；并且，需要以軸芯為導磁材料，導致電主軸電機磁損較大，發熱嚴重，極大地影響了電主軸的加工成本與使用性能；同時，軸芯材料既要滿足耐腐蝕性，又必須具備良好的導磁性，要求較苛刻。并且，現有的氣浮高速電主軸存在運行平穩度欠佳，散熱效果不好的現象。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種氣浮電主軸，該氣浮電主軸簡化了軸芯的加工工藝，加工容易，結構簡單、緊湊，既節約了生產成本，也延長了主軸的使用壽命，且運行平穩，散熱效果好。

本發明的目的采用以下技術方案實現：

一種氣浮電主軸，包括機體、軸芯組件、動力組件、鋁水套、氣缸、上軸承組件、下軸承組件、推力軸承組件和蓋板組件；所述機體為空腔結構，在所述機體的壁面內沿軸向方向分別設置有進氣主通道和回氣通道；所述軸芯組件包括轉軸段和夾頭段；所述轉軸段和所述夾頭段均為中空結構，所述夾頭段上設置有軸肩；所述轉軸段設置于所述機體內，其下部匹配套設并固定于所述夾頭段上，且與所述軸肩承接；所述軸肩從所述機體的底部橫向伸出；所述動力組件包括銅轉子和定子組件，所述銅轉子匹配套設并固定于所述轉軸段上；所述定子組件設置于所述機體的內壁上，并與所述銅轉子相對應；所述上軸承組件設置于所述轉軸段的上部，并與所述轉軸段之間形成有第一間隙；所述下軸承組件設置于所述轉軸段的下部，并位于所述軸肩上方，所述下軸承組件與所述轉軸段之間形成第二間隙，與所述軸肩之間形成有第三間隙；所述推力軸承組件設置于所述夾頭段上，并位于所述軸肩下方，所述推力軸承組件與所述軸肩之間形成有第四間隙；所述蓋板組件設置于所述推力軸承組件的底部；所述鋁水套設置于所述上軸承組件的頂部；所述氣缸設置于所述鋁水套的頂部，其配設的活塞桿穿過所述鋁水套并伸入所述轉軸段內；所述鋁水套內設置有進氣口、出氣口和第一氣路；所述上軸承組件內設置有與所述第一間隙相通的第二氣路；所述下軸承組件內設置有與所述第二間隙、第三間隙均相通的第三氣路；所述推力軸承組件內設置有與所述第四間隙相通的第四氣路；所述鋁水套的進氣口與所述第一氣路的進氣口連接，所述第一氣路的出氣口與所述進氣主通道的進氣口連接；所述第二氣路、第三氣路、第四氣路的進氣口均與所述進氣主通道連通，它們的出氣口均與所述回氣通道連通，所述回氣通道與所述鋁水套出氣口連通。

需要說明的是：定子組件是電動機靜止不動的部分。定子組件由定子鐵芯、定子繞組和機座三部分組成。定子的主要作用是產生旋轉磁場，而轉子的主要作用是在旋轉磁場中被磁力線切割進而產生(輸出)電流。銅轉子是由轉子沖片疊在一起壓制而成的，可單獨取出，加工簡單。轉子沖片能夠減少渦流損耗，且用良好的電工鋼沖壓而成，其導磁性優于轉軸段材料。