[發(fā)明專利]一種電主軸散熱裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011309267.0
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112476051B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔立;梁雪峰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海第二工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23Q11/12
• 分類號: B23Q11/12;B23B19/02
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 嚴義秀

本發(fā)明涉及一種電主軸散熱裝置，包括電主軸線圈散熱裝置、軸承散熱裝置、熱交換器、節(jié)流閥。電主軸線圈散熱裝置包括第一散熱配流盤、第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板，兩導(dǎo)流板沿兩條平行的螺旋線分布，二者構(gòu)成正反流向的兩個流道。軸承散熱裝置包括散熱配流盤，散熱配流盤的上方沿圓周方向被隔熱板均勻分成若干獨立空間用于對軸承不同發(fā)熱部位進行精準散熱。熱交換器包括制冷室、制熱室以及鰭片，用于將恒溫制冷液、恒溫制熱液、電主軸水冷液三者隔離同時進行熱交換。節(jié)流閥由伺服電機控制其開口大小，以限制恒溫制冷液、恒溫制熱液的流量。本發(fā)明的電主軸線圈、軸承軸向散熱均勻，可根據(jù)線圈、軸承具體溫度自動調(diào)配散熱液溫度進行降溫。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種散熱裝置，具體涉及一種將軸承散熱裝置沿周向分成若干均等的散熱模塊，可對軸承某局部高發(fā)熱點進行精準冷卻，實現(xiàn)在軸承外圈局部發(fā)熱量較大的時候仍保持軸承周向溫度均勻的電主軸散熱裝置。

背景技術(shù)

電主軸在工作時，其發(fā)熱位置主要集中在電主軸線圈以及主軸兩端軸承上；電主軸線圈的發(fā)熱會將熱量傳遞到主軸引起主軸熱變形影響加工精度，同時線圈受熱會引起內(nèi)阻升高，內(nèi)阻升高反過來消耗更多功率用于發(fā)熱，這降低電主軸有效功率輸出；從長期來看，電主軸線圈發(fā)熱會引起線圈絕緣層老化，影響電主軸使用壽命；由于電主軸在工作時受切削力的作用以及軸承自身制造、裝配誤差，軸承的發(fā)熱、磨損是不可避免的，軸承發(fā)熱會加速軸承的磨損，故降低軸承工作時的溫度，有助于延長軸承壽命。

水冷散熱系統(tǒng)是電主軸常用的散熱系統(tǒng)，但目前水冷系統(tǒng)還存在兩個問題：一、還無法實現(xiàn)主軸線圈以及軸承保持在恒定的較低的溫度，即，當電主軸在高速大負載的工況下，即使有水冷散熱系統(tǒng)，電主軸溫度仍會升高且保持在較高溫度；二、目前電主軸線圈以及軸承散熱流道設(shè)計不夠完善，即，當線圈受熱時，散熱流道僅允許散熱液從一端進入，一端出來，這會引起線圈和軸承在軸向散熱不均；同時，主軸在切削時，總是單向受力，這會引起軸承外圈某個方向受力過大，因而發(fā)熱量會沿著軸承圓周方向分布不均；目前電主軸散熱系統(tǒng)僅完成了單一溫度散熱液無差別地統(tǒng)一散熱，還沒實現(xiàn)根據(jù)軸承具體某點發(fā)熱量的不同，自動調(diào)節(jié)散熱液溫度進行散熱。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種將軸承散熱裝置沿周向分成若干均等的散熱模塊，可對軸承某局部高發(fā)熱點進行精準冷卻，實現(xiàn)在軸承外圈局部發(fā)熱量較大的時候仍保持軸承周向溫度均勻的電主軸散熱裝置。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種電主軸散熱裝置，所述電主軸散熱裝置包括：電主軸線圈散熱裝置、軸承散熱裝置、熱交換器、節(jié)流閥。

電主軸線圈散熱裝置包括第一散熱配流盤、第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板，兩導(dǎo)流板沿兩條平行的螺旋線分布，二者構(gòu)成正反流向的兩個流道。

軸承散熱裝置包括散熱配流盤，散熱配流盤的上方沿圓周方向被隔熱板均勻分成若干獨立空間用于對軸承不同發(fā)熱部位進行精準散熱。

熱交換器包括制冷室、制熱室以及鰭片，用于將恒溫制冷液、恒溫制熱液、電主軸水冷液三者隔離同時進行熱交換。

節(jié)流閥由伺服電機控制其開口大小，以限制恒溫制冷液、恒溫制熱液的流量。

在本發(fā)明的具體實施例子中，所述電主軸線圈散熱裝置包括第一出水口、電主軸外殼、第二出水口、定子線圈、第一散熱配流盤、第一進水口、第一密封圈、第二進水口、第二密封圈、第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板、第一熱傳感器；

定子線圈固定在第一散熱配流盤上，第一熱傳感器內(nèi)嵌在第一散熱配流盤上用于檢測定子線圈溫度；第一散熱配流盤與電主軸外殼配合，為防止散熱液泄露，二者間隙通過第一密封圈、第二密封圈消除，第一密封圈、第二密封圈固定在第一散熱配流盤兩端的限位槽內(nèi)。