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CN102114613A - 一种高效内冷却的电主轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效内冷却的电主轴，其包括外壳、主轴（1）、围绕主轴（1）旋转的转子（4）、套于转子（4）上的转子套（2）、固定于外壳上的定子（3）、与主轴（1）连接的用于固定主轴（1）的滚动轴承（5）、安装于主轴（1）前端的砂轮盘（6）、安装于砂轮盘（6）上的砂轮（7）、安装于主轴（1）上且位于砂轮盘（6）前端的用于轴向固定砂轮盘（6）的螺母（8）、主轴（1）的前端且位于螺母（8）和砂轮盘（6）两端的位置上开设有斜向喷水孔（9），安装于主轴（1）后端的端盖（10），电主轴能够取得良好的冷却效果。

Description

一种高效内冷却的电主轴
技术领域
本发明涉及一种带高效内冷却与工件自适应强力喷射冷却的新型高速电主轴装置，属于高速加工装备领域。
背景技术
传统型电主轴一般在电机定子加装冷却外套，用于冷却电主轴，控制电主轴温升，解决因电机内置带来的电机发热问题。但是此结构带来一个棘手的问题是，虽然电机定子温度能明显地降低，但是电机转子的温度较高，必然产生轴向热变形，影响了电主轴的制造精度。
另外，在机械加工中，切削液对产品的质量起着决定性作用。如磨削过程中工件所产生的热量必须立即冷却，防止局部温度过高和因进一步升温而造成的材料相位转变。采用冷却液，可以使机械加工表面产生的热量降低到最低程度，将所产生的大部分热量由冷却液带走，确保机械制造过程的顺利进行。
在内圆磨削中，冷却方法一般是从外部浇注或者喷射冷却液，由于砂轮旋转时的离心力大，给冷却液进入磨削区带来一定的困难，经常达不到理想的冷却效果，尤其是在小孔磨削中，由于砂轮占据了小孔内的大部分空间，采用传统的冷却方式更难达到理想的冷却效果。
发明内容
技术问题：为克服现有技术的不足，本发明提供了一种带高效内冷却与工件自适应强力喷射冷却的新型高效内冷却的电主轴。该装置采用转子内冷却的方法，冷却液不仅对电主轴本身进行冷却，而且对砂轮和工件进行自适应强力喷射冷却，取得良好的冷却效果。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种高效内冷却的电主轴，其包括外壳、主轴、围绕主轴旋转的转子、套于转子上的转子套、固定于外壳上的定子、与主轴连接的用于固定主轴的滚动轴承、安装于主轴前端的砂轮盘、安装于砂轮盘上的砂轮、安装于主轴上且位于砂轮盘前端的用于轴向固定砂轮盘的螺母、主轴的前端且位于螺母和砂轮盘两端的位置上开设有斜向喷水孔，安装于主轴后端的端盖，主轴内开有中心孔，中心孔为轴向贯穿主轴的通孔，在端盖和冷却液管道接头上开设有压缩空气气道，端盖、冷却液管道接头以及密封圈构成非接触式气体密封装置，其中，冷却液管道接头位于端盖内部且与端盖通过密封圈连接。
优选的，砂轮盘两端的轴肩上设有至少6个斜向喷水孔。
有益效果：本发明由于主轴后端采用新型的非接触式气体密封装置，非接触不会带来接触摩擦损耗、旋转精度的减低和磨损寿命的制约等难题。同时，冷却液经过主轴内孔，冷却了主轴，减低电机转子温升。冷却液流经斜向喷嘴喷向砂轮磨削区域，可实现充分冷却，特别适用于深孔磨削，而且当主轴的转速越高，冷却液在离心力的作用下将以更大的速度喷向磨削区域，我们称之为自适应强力喷射冷却。
附图说明
图1为本发明提供的高效内冷却的电主轴的剖视图；
其中主轴1、转子套2、定子3、转子4、滚动轴承5、砂轮盘6、砂轮7、螺母8、喷水孔9、端盖10、密封圈11、压缩空气流经气道12、中心孔13、冷却液管道接头14。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明提供的高效内冷却的电主轴包括主轴1、转子套2、定子3、转子4、滚动轴承5、砂轮盘6、砂轮7、螺母8、端盖10、密封圈11等。
其连接关系为：外壳、主轴1、围绕主轴1旋转的转子4、套于转子4上的转子套2、固定于外壳上的定子3、与主轴1连接的用于固定主轴1的滚动轴承5、安装于主轴1前端的砂轮盘6、安装于砂轮盘6上的砂轮7、安装于主轴1上且位于砂轮盘6前端的用于轴向固定砂轮盘6的螺母8、主轴1的前端且位于螺母8和砂轮盘6两端的位置上开设有斜向喷水孔9，安装于主轴1后端的端盖10，主轴1内开有中心孔13，中心孔13为纵向贯穿主轴1的通孔，在端盖10和冷却液管道接头14上开设有压缩空气气道12，端盖10、冷却液管道接头14以及密封圈11构成非接触式气体密封装置。
端盖10和冷却液管道接头14之间装有密封圈11。     砂轮盘6两端的轴肩上设有至少6个斜向喷水孔。
具体而言，主轴1通过滚动轴承5安装在磨床上，主轴开有中心孔13，中心孔13为通孔，从中心孔13的后端通入冷却液。端盖10和冷却液管道接头14组成非接触式轴端密封装置，端盖10和接头14之间装有密封圈11，工作时，在端盖10 的密封空气入口通入压缩空气，压缩空气流经气道12，与冷却液在轴端形成压力平衡，达到密封作用。
主轴前端装有砂轮盘6，砂轮盘两端的主轴上均匀地开有6个斜向喷水孔9，喷水孔9的前端指向磨削区域。冷却液流经主轴中心孔到达前端斜向喷水孔，在入口压力和离心力的作用下，喷向砂轮磨削区域，从而对主轴、砂轮以及工件进行充分的冷却。

Claims (2)

1.一种高效内冷却的电主轴，其特征在于该电主轴包括外壳、主轴（1）、围绕主轴（1）旋转的转子（4）、套于转子（4）上的转子套（2）、固定于外壳上的定子（3）、与主轴（1）连接的用于固定主轴（1）的滚动轴承（5）、安装于主轴（1）前端的砂轮盘（6）、安装于砂轮盘（6）上的砂轮（7）、安装于主轴（1）上且位于砂轮盘（6）前端的用于轴向固定砂轮盘（6）的螺母（8）、主轴（1）的前端且位于螺母（8）和砂轮盘（6）两端的位置上开设有斜向喷水孔（9），安装于主轴（1）后端的端盖（10），主轴（1）内开有中心孔（13），中心孔（13）为轴向贯穿主轴（1）的通孔，在端盖（10）和冷却液管道接头（14）上开设有压缩空气气道（12），端盖（10）、冷却液管道接头（14）以及密封圈（11）构成非接触式气体密封装置，其中，冷却液管道接头（14）位于端盖（10）内部且与端盖（10）通过密封圈（11）连接。
2.根据权利要求1所述的高效内冷却的电主轴，其特征在于：砂轮盘（6）两端的轴肩上设有至少6个斜向喷水孔。
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