CN101234431A - 一种电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计 - Google Patents

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傅广森
陈长江
肖汝峰
邱宪国
徐同申
黄昆
田民
郭丽娟
俞蓬
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Abstract

一种电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计是将转轴(2)设计为整体式结构，与原转轴和转子分段结构的外部设计尺寸近似，再根据气静压轴承、电主轴电气性能确定转轴外径尺寸和长度，采用不锈钢类材料加工而成。在定子长度所对应的转轴区位上铣出半圆型凹槽，在凹槽两端加工出比凹槽略深的圆槽，这些圆槽将转轴上所铣出半圆型凹槽联通，然后将铜合金(1)以焊接或电镀方法充填到半圆型凹槽和圆槽内，形成了常见的鼠笼转子结构，解决了轴系刚性以及转轴鼠笼条部位不能穿铜条的技术难题。转轴采用不锈钢材料不用担心生锈而影响到气静压轴承的使用。由于转轴鼠笼槽实现大开口槽型，从而减小了转轴鼠笼槽漏抗，提高了电主轴转轴功率因素。

Description

一种电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计
技术领域
本发明属于电主轴技术领域，特别涉及到一种电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计。
背景技术
在PCB板加工行业中，高速钻孔技术已经成为提高劳动生产率的关键之一，尤其是微小孔的加工更加依赖高速钻孔来实现。现有的该类型电主轴大多采用滚动轴承，难以解决每分钟十几万转这么高转速下的可靠性和长寿命问题，因此采用理论上寿命无限的气静压轴承代替传统的滚动轴承已成趋势，但气静压轴承给主轴电机设计带来了新的问题：一方面，如果转子采用传统硅钢叠片材料，由于气静压轴承气隙和电机气隙互通，时间长了转子表面所生的锈片落入到气静压轴承气隙里，势必影响到气静压轴承；另一方面，由于高转速下对主轴轴系刚性的要求，转轴和转子分段结构不如整体结构的刚性好，固采用转轴和转子为一体的轴系结构，所以单独加工转子已经不为可能，传统的转子笼条采用穿铜条方法行不通。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计，通过该结构设计可以将转轴和转子设计为一体，整体式转轴采用不锈钢类材料，在转轴中段焊接或电镀铜合金使得转轴刚性好，适合于高转速和超高转速。
为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
所述的电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计，是将转轴设计为整体式结构，在转轴中段表面即与定子长度所对应的转轴区位上铣出与转轴轴向一致的半圆型细长凹槽，细长凹槽数量与普通电机转子鼠笼条数相同，在每个细长凹槽的两端分别加工出比凹槽略深的圆槽，这些圆槽将转轴周向上所铣出的每一个半圆型细长凹槽联通，在这些半圆型细长凹槽和圆槽内焊接或电镀铜合金，直至加工出按设计要求的成品转轴。
所述的电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计，其整体式转轴采用不锈钢类材料制作。
由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性：
1、结构简单，加工方便；
2、转轴鼠笼槽漏抗小，提高了功率因素；
3、轴系刚性好，适合于高转速和超高转速。
附图说明
图1是本发明的鼠笼转子结构示意图。
图2是转子A-A剖面示意图。
图3是转子B-B剖面示意图。
上述图中：1-铜合金；2-转轴。
具体实施方式
如图1、2、3所示：本发明的电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计是将转轴(2)设计为整体式结构，而整体式结构的转轴(2)与原转轴和转子分段结构组合之后的外部设计尺寸近似，只是根据气静压轴承性能和电主轴的电气性能确定整体转轴(2)的外径尺寸和长度，采用不锈钢类材料加工而成。在定子长度所对应的转轴(2)区位上铣出半圆型凹槽，在凹槽两端加工出比凹槽略深的圆槽，这些圆槽将转轴(2)上所铣出半圆型凹槽联通，然后将铜合金(1)以焊接或电镀方法将铜料充填到半圆型凹槽和圆槽内，形成了常见的鼠笼转子结构，解决了为提高轴系刚性所采用的整体转轴(2)以及转轴鼠笼条部位不能穿铜条的技术难题。整体转轴采用不锈钢类材料，不用担心生锈而影响到气静压轴承的使用。由于转轴鼠笼槽实现大开口槽型，从而减小了转轴鼠笼槽漏抗，提高了电主轴转轴功率因素。

Claims (2)

1、一种电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计，其特征在于：该鼠笼转子结构设计是将转轴(2)设计为整体式结构，在转轴(2)中段表面即与定子长度所对应的转轴区位上铣出与转轴轴向一致的半圆型细长凹槽，细长凹槽数量与普通电机转子鼠笼条数相同，在每个细长凹槽的两端分别加工出比凹槽略深的圆槽，这些圆槽将转轴周向上所铣出的每一个半圆型细长凹槽联通，在这些半圆型细长凹槽和圆槽内焊接或电镀铜合金(1)，直至加工出按设计要求的成品转轴。
2、如权利要求1所述的电主轴中适用于高速气静压轴承的鼠笼转子结构设计，其特征在于：其整体式转轴(2)采用不锈钢类材料制作。
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