CN105458915B - 一种高速气浮玻璃磨削电主轴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速气浮玻璃磨削电主轴，包括推拉机构、机体、上气浮轴承组件、下气浮轴承组件、定子组件、轴芯，轴芯穿接于机体，上气浮轴承组件安装于机体上端并承托轴芯上端，下气浮轴承组件安装于机体下端并承托轴芯下端，推拉机构与轴芯上端传动相连，定子组件安装于机体内，轴芯用作转子并穿接于定子组件内，轴芯的外周壁开有用于嵌铜的嵌槽，该嵌槽包括沿轴芯轴向延伸的环形槽段以及分别连通于该环形槽段两端的短路环段，该短路环段的截面呈半圆形，环形槽段内嵌铜形成有铜段，短路环段内嵌铜形成有短路环。本发明利于提高加工效率。

Description

一种高速气浮玻璃磨削电主轴
技术领域
本发明涉及电主轴，尤其涉及一种高速气浮玻璃磨削电主轴。
背景技术
目前市场上玻璃磨削加工多采用滚珠电主轴，其加工转速限制在6万转以下，优点是承载能力大，在加工过程中受到撞击等突发状况时，不易抱死，但也存在以下缺点：总体使用寿命短(12个月左右)，加工效率低(加工转速在6万转以下)。
常规方法中，为提高电主轴的工作效率，对应需提高主轴轴芯的承载能力与功率，进而则需增加轴芯外径，然而，若增加轴芯外径，作为转子的轴芯上的短路环嵌铜将存在嵌不满缺陷，反而又降低了轴芯的功率，降低了工作效率。对应地，若将用作转子的轴芯外径增加，且为了最大限度的提高定子性能，又将导致定子硅钢片外径增大，导致定子外套很薄，定子上无法开设水道冷却降温，无法安装O形圈来密封水道。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高速气浮玻璃磨削电主轴，利于提高加工效率。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种高速气浮玻璃磨削电主轴，包括推拉机构、机体、上气浮轴承组件、下气浮轴承组件、定子组件、轴芯，轴芯穿接于机体，上气浮轴承组件安装于机体上端并承托轴芯上端，下气浮轴承组件安装于机体下端并承托轴芯下端，推拉机构与轴芯上端传动相连，定子组件安装于机体内，轴芯用作转子并穿接于定子组件内，轴芯的外周壁开有用于嵌铜的嵌槽，该嵌槽包括沿轴芯轴向延伸的环形槽段以及分别连通于该环形槽段两端的短路环段，该短路环段的截面呈半圆形，环形槽段内嵌铜形成有铜段，短路环段内嵌铜形成有短路环。
优选地，机体上开有用于通入高压气体的气路，上气浮轴承组件和轴芯之间的间隙以及下气浮轴承组件和轴承之间的间隙分别过硬安装有阻尼塞。气体经过阻尼塞缓慢排气，形成气膜，用于承托轴芯。
优选地，机体还开有冷却水道，冷却水道沿机体的周壁迂回环绕，且冷却水道的入口和冷却水道的出口分别设于机体的两端，冷却水道的入口和冷却水道的出口之间设有分隔肋条。
优选地，下气浮轴承组件的底部安装有推力轴承，该推力轴承底部封盖有盖板，盖板顶部开有与所述气路连通的环形气槽，该盖板的底部开有多个分别连通环形气槽的排气孔，各排气孔的轴向由上至下收拢倾斜。
优选地，推拉机构包括气缸组件、铝水套组件、轴霸、碟簧和夹头，气缸组件具有活塞和推杆，推杆穿接于轴芯，气缸组件和铝水套组件设于机体上端，气缸组件通过螺钉连接于铝水套组件，夹头、轴霸和碟簧均位于轴芯内，轴霸通过碟簧顶压于下气浮轴承组件，推杆的下端与轴霸的上端抵顶配合，夹头位于碟簧下方，且夹头与轴霸相连。
优选地，夹头螺接于轴霸下端，且轴霸下端螺接有调节螺母，该调节螺母锁紧于夹头上端。
优选地，夹头外壁套装有O型防尘圈。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的截面呈半圆形(月牙形)的短路环槽更利于嵌铜，在工艺上可以实现一次性嵌铜，所形成的短路环又能避免尖端放电，如此，更利于增加轴芯的外径，在提高主轴的承载能力与功率才能提高加工效率的同时，不会导致短路环段嵌铜嵌不满缺陷。
本发明通过将冷却水道设置于机体，以此利于增加定子组件的外径，而仅通过机体的冷却水道来冷却定子组件，利于延长使用寿命。
本发明在盖板设置的排气孔利于防尘，结合夹头的螺接连接和调节螺母的调节以及O型防尘圈的设置，可大大提高使用寿命，其使用寿命长可达18个月左右，加工效率高，加工转速可达8万转。
附图说明
图1为本发明高速气浮玻璃磨削电主轴的结构示意图；
图2为本发明机体的展开示意图；
图3为本发明机体的俯视图。
图中：1、推拉机构；101、气缸组件；1011、活塞；1012、推杆；102、铝水套组件；103、轴霸；104、碟簧；105、夹头；2、机体；3、上气浮轴承组件；4、下气浮轴承组件；5、定子组件；6、轴芯；7、环形槽段；8、短路环段；9、铜段；10、短路环；11、阻尼塞；12、冷却水道的入口；13、冷却水道的出口；15、推力轴承；16、盖板；17、环形气槽；18、排气孔；19、调节螺母；20、O型防尘圈。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示的一种高速气浮玻璃磨削电主轴，包括推拉机构1、机体2、上气浮轴承组件3、下气浮轴承组件4、定子组件5、轴芯6，轴芯6穿接于机体2，上气浮轴承组件3安装于机体2上端并承托轴芯6上端，下气浮轴承组件4安装于机体2下端并承托轴芯6下端，推拉机构1与轴芯6上端传动相连，定子组件5安装于机体2内，轴芯6用作转子并穿接于定子组件5内，轴芯6的外周壁开有用于嵌铜的嵌槽，该嵌槽包括沿轴芯6轴向延伸的环形槽段7以及分别连通于该环形槽段7两端的短路环段8，该短路环段8的截面呈半圆形，环形槽段7内嵌铜形成有铜段9，短路环段8内嵌铜形成有短路环10。
定子组件5与轴芯6组成三相异步感应电机，由外部设备向定子组件5发射高频交变电流，在定子与轴芯6之间构建交变磁场，轴芯6中的鼠笼导条产生感应电流，进而轴芯6受到旋转扭矩，高速旋转。上气浮轴承组件3和下气浮轴承组件4分别支承轴芯6，推拉机构1用于上下推拉轴芯6移动。
其中，截面呈半圆形(月牙形)的短路环10槽更利于嵌铜，在工艺上可以实现一次性嵌铜，所形成的短路环10又能避免尖端放电，如此，更利于增加轴芯6的外径，在提高主轴的承载能力与功率才能提高加工效率的同时，不会导致短路环段8嵌铜嵌不满缺陷。本例的轴芯6可采用大外径设置，以增加功率，提升加工效率。
为有效支承轴芯6，机体2上开有用于通入高压气体的气路，上气浮轴承组件3和轴芯6之间的间隙以及下气浮轴承组件4和轴承之间的间隙分别过盈安装有阻尼塞11。为了防止轴承堵塞，阻尼塞11可设置为大节流孔，节流孔径Φd是普通节流孔径的2倍。
如图2～3所示，作为一个较佳的实施例，本例的机体2还开有冷却水道，冷却水道沿机体2的周壁迂回环绕，且冷却水道的入口12和冷却水道的出口13分别设于机体2的两端，冷却水道的入口12和冷却水道的出口13之间设有分隔肋条。冷却水道由分隔肋条分开，确保冷却液从冷却水道的入口12进入，从冷却水道的出口13流出，保证冷却液的有效流动。
玻璃磨削时产生大量的粉尘，这对气浮电主轴是致命的，为了防止粉尘进入机体2内，下气浮轴承组件4的底部安装有推力轴承15，该推力轴承15底部封盖有盖板16，盖板16顶部开有与所述气路连通的环形气槽17，该盖板16的底部开有多个分别连通环形气槽17的排气孔18，各排气孔18的轴向由上至下收拢倾斜。多个排气孔18可使环形气槽17中的气体均匀的排出，均匀的喷射向轴芯6下端，形成一道致密的防护气膜。
高压空气从开设在上气浮轴承组件3的轴承进气口进入，并经过铝水套组件102后，进入机体2，然后分别进入上气浮轴承组件3、下气浮轴承组件4、推力轴承15组件的阻尼塞11，然后高压空气向阻尼塞11四周扩散，形成一层高压气膜，支承轴芯6无接触悬浮，并确保轴芯6具有一定的承载能力与刚度。
示例性地，本例的推拉机构1包括气缸组件101、铝水套组件102、轴霸103、碟簧104和夹头105，气缸组件101具有活塞1011和推杆1012，推杆1012穿接于轴芯6，气缸组件101和铝水套组件102设于机体2上端，气缸组件101通过螺钉连接于铝水套组件102，夹头105、轴霸103和碟簧104均位于轴芯6内，轴霸103通过碟簧104顶压于下气浮轴承组件4，推杆1012的下端与轴霸103的上端抵顶配合，夹头105位于碟簧104下方，且夹头105与轴霸103相连。
作为改进，为延长夹头105使用寿命，夹头105螺接于轴霸103下端，且轴霸103下端螺接有调节螺母19，该调节螺母19锁紧于夹头105上端。考虑到玻璃磨削行业的特点，夹头105属于易损件，本例利用高度可调节式的调节螺母19，形成可拆卸式结构，便于平时保养与夹头105更换，另外特别在夹头105外壁安装套装两道O型防尘圈20，可作为第二道安全保护措施，目的是防止灰尘进入机体2内部，延长夹头105使用寿命，确保夹头105高精度。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高速气浮玻璃磨削电主轴，包括推拉机构、机体、上气浮轴承组件、下气浮轴承组件、定子组件、轴芯，轴芯穿接于机体，上气浮轴承组件安装于机体上端并承托轴芯上端，下气浮轴承组件安装于机体下端并承托轴芯下端，推拉机构与轴芯上端传动相连，定子组件安装于机体内，轴芯用作转子并穿接于定子组件内，其特征在于，轴芯的外周壁开有用于嵌铜的嵌槽，该嵌槽包括沿轴芯轴向延伸的环形槽段以及分别连通于该环形槽段两端的短路环段，该短路环段的截面呈半圆形，环形槽段内嵌铜形成有铜段，短路环段内嵌铜形成有短路环；
机体上开有用于通入高压气体的气路，上气浮轴承组件和轴芯之间的间隙以及下气浮轴承组件和轴承之间的间隙分别过盈安装有阻尼塞，阻尼塞设置为大节流孔；
下气浮轴承组件的底部安装有推力轴承，该推力轴承底部封盖有盖板，盖板顶部开有与所述气路连通的环形气槽，该盖板的底部开有多个分别连通环形气槽的排气孔，各排气孔的轴向由上至下收拢倾斜；
推拉机构包括气缸组件、铝水套组件、轴霸、碟簧和夹头，气缸组件具有活塞和推杆，推杆穿接于轴芯，气缸组件和铝水套组件设于机体上端，气缸组件通过螺钉连接于铝水套组件，夹头、轴霸和碟簧均位于轴芯内，轴霸通过碟簧顶压于下气浮轴承组件，推杆的下端与轴霸的上端抵顶配合，夹头位于碟簧下方，且夹头与轴霸相连；
夹头螺接于轴霸下端，且轴霸下端螺接有调节螺母，该调节螺母锁紧于夹头上端；
夹头外壁套装有O型防尘圈。
2.根据权利要求1所述的高速气浮玻璃磨削电主轴，其特征在于，机体还开有冷却水道，冷却水道沿机体的周壁迂回环绕，且冷却水道的入口和冷却水道的出口分别设于机体的两端，冷却水道的入口和冷却水道的出口之间设有分隔肋条。
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