CN115555874A - 一种具有降温保护功能的电主轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有降温保护功能的电主轴，属于主轴设备技术领域。包括：壳体、定子、转子和轴体，所述壳体侧壁内固定嵌设有冷却管，所述冷却管呈螺旋状，所述壳体上开设有多个通风孔；所述轴体上左右均设有导流部件，两组所述导流部件的排气方向均向壳体外部；所述轴体上左右设有支撑组件，所述支撑组件包括卡环、三组限位部件和三组气动部件，所述限位部件用于限制轴体的径向位置，所述卡环固定套接在轴体上，所述限位部件包括滑架、两个气缸和两个滚珠，所述限位部件通过气动部件与壳体连接。本发明有效解决了由于电主轴两端的通风性较差，无法使得冷却通道的冷气充分进入电主轴内，从而削弱了冷却通道降温效果的问题。

Description

一种具有降温保护功能的电主轴

技术领域

本发明涉及主轴设备技术领域，具体为一种具有降温保护功能的电主轴。

背景技术

对于机床、车床等加工机械来说，加工主轴基本是其必不可少的一部分，电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。

公开号为CN104117693A的发明专利公开了一种电主轴，包括机壳、定子、转子部件及主轴，机壳内壳体表面有环状冷却通道，机壳后端的出线座上有与冷却通道相通的冷却水进口；公开号为CN109865848A的发明专利公开了一种电主轴，包括同轴设置的主轴轴芯、电机转子、电机定子、冷却套和外壳，冷却套与外壳之间具有冷却通道，冷却通道与外部冷却液相连通，上述两个专利均通过在壳体上设置冷却通道对电主轴进行冷却，由于电主轴两端均设有轴承，导致电主轴内部的通风性较差，无法使得冷却通道的冷气充分进入电主轴内，从而削弱了冷却通道的降温效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有降温保护功能的电主轴，以解决上述背景技术中提出的由于电主轴两端均设有轴承，导致电主轴内部的通风性较差，无法使得冷却通道的冷气充分进入电主轴内，从而削弱了冷却通道的降温效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有降温保护功能的电主轴，包括：

壳体、定子、转子和轴体，所述壳体侧壁内固定嵌设有冷却管，所述冷却管呈螺旋状，且两端均穿出壳体，所述壳体上开设有多个通风孔，所述通风孔内均固定安装有防护网；

所述轴体上左右均设有导流部件，两组所述导流部件的排气方向均向壳体外部，且限制轴体的轴向位置；

所述轴体上左右设有支撑组件，所述支撑组件包括卡环、三组限位部件和三组气动部件，所述限位部件用于限制轴体的径向位置，所述卡环固定套接在轴体上，所述限位部件包括滑架、两个气缸和两个滚珠，两个所述气缸对称垂直固定安装在滑架上，两个所述滚珠分别滚动密封嵌设在两个气缸顶端，所述卡环两侧均向外突出形成肩部，两个所述滚珠分别与两个肩部底侧滚动接触，且中心距等于两个肩部端面之间的距离，所述限位部件通过气动部件与壳体连接。

带动限位部件运转，优选的，所述气动部件包括筒体、滑杆和两个活塞，所述筒体水平固定嵌设在壳体内壁中，两个所述活塞均密封滑动安装在筒体内，所述滑杆水平滑动安装在筒体内，且两端分别与两个活塞相互靠近的一端固定连接，所述筒体靠近轴体的一侧水平开设有滑口，所述滑口内滑动安装有滑块，所述滑块的上下端分别与滑杆和滑架固定连接，两个所述气缸均通过柔性管分别与筒体两侧导通，两个所述柔性管均固定嵌设在滑架内部，位于左侧的气缸与筒体右端导通，位于右侧的气缸与筒体左侧导通。

对轴体是否受轴向力进行监控，优选的，还包括传感部件，所述传感部件包括控制模块、多个压力传感器、套环和多个撑板，所述控制模块固定安装在壳体侧壁内，所述轴体上开设有限位槽，所述套环套设在限位槽内，且与限位槽两侧为间隙配合，所述套环通过多个撑板与壳体内壁固定连接，多个所述压力传感器对称固定嵌设在套环两侧，且均与控制模块之间电性连接，所述控制模块与外在的终端设备电性连接。

实现气流的流动，便于散热，优选的，所述导流部件包括第一环体、第二环体和多个桨叶，所述第一环体固定套接在轴体上，多个所述桨叶均设置在第一环体和第二环体之间，且呈环形分布。

优选的，所述桨叶两端均固定安装有转轴，两个所述转轴分别转动安装在第一环体和第二环体内，所述第二环体内开设有安置腔，所述安置腔内设有调节部件。

实现桨叶攻角的调整，优选的，所述调节部件包括多个齿轮、齿圈、电动伸缩杆和两个连接件，所述齿圈转动套设在安置腔内，多个所述齿轮分别固定套接在位于第二环体中的转轴端部，且均与齿圈啮合连接，所述电动伸缩杆两端均通过连接件分别与齿圈侧面和安置腔内壁固定连接，所述电动伸缩杆通过导电部件与控制模块之间电性连接。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明通过冷却管对设备进行冷却，导流部件将冷气带入壳体内部，实现对壳体内部的充分降温；

（2）本发明通过支撑组件，对轴体的轴向位置进行限定，同时两个滚珠交替运转，便于高效降温；

（3）本发明通过导流部件对壳体内部进行散热的同时，可对轴体的轴向位置进行限定，与支撑组件配合，代替轴承，使得壳体两端具有良好的通风性，便于散热。

附图说明

图1为本发明提出的一种具有降温保护功能的电主轴的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种具有降温保护功能的电主轴的侧视局部截面结构示意图；

图3为本发明提出的一种具有降温保护功能的电主轴中支撑组件的立体结构示意图；

图4为图2中的A处结构放大图；

图5为图2中的B处结构放大图；

图6为本发明提出的一种具有降温保护功能的电主轴中导流部件的立体结构示意图；

图7为本发明提出的一种具有降温保护功能的电主轴中导流部件的正视结构示意图；

图8为本发明提出的一种具有降温保护功能的电主轴中导流部件的正视局部截面结构示意图；

图9为图6中的C处结构放大图；

图10为图8中的D处结构放大图。

图中：1、壳体；2、定子；3、转子；4、轴体；5、冷却管；6、通风孔；7、防护网；8、卡环；9、滑架；10、气缸；11、滚珠；12、筒体；13、滑杆；14、活塞；15、滑口；16、滑块；17、柔性管；18、控制模块；19、压力传感器；20、套环；21、撑板；22、限位槽；23、第一环体；24、第二环体；25、桨叶；26、转轴；27、安置腔；28、齿轮；29、齿圈；30、电动伸缩杆；31、连接件；32、导电板；33、导体圈；34、连架。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参阅图1-10，一种具有降温保护功能的电主轴，包括：壳体1、定子2、转子3和轴体4，定子2水平固定安装在壳体1内，转子3水平转动套设在定子2内，轴体4水平固定套设在转子3内，壳体1侧壁内固定嵌设有冷却管5，冷却管5呈螺旋状，且两端均穿出壳体1，两端分别为冷却液的进口和出口，壳体1上开设有多个通风孔6，冷却管5贯穿通风孔6，通风孔6内均固定安装有防护网7，轴体4上左右均设有导流部件，两组导流部件的排气方向均沿着轴体4中轴线向壳体1外部，且限制轴体4的轴向位置，轴体4上左右设有支撑组件，两组支撑组件分别位于定子2两侧，支撑组件包括卡环8、三组限位部件和三组气动部件，限位部件用于限制轴体4的径向位置，卡环8固定套接在轴体4上，限位部件包括滑架9、两个气缸10和两个滚珠11，两个气缸10对称垂直固定安装在滑架9上，两个滚珠11分别滚动密封嵌设在两个气缸10顶端，卡环8两侧均向外突出形成肩部，两个滚珠11分别与两个肩部底侧滚动接触，且中心距等于两个肩部端面之间的距离，限位部件通过气动部件与壳体1连接，气动部件用于驱使限位部件水平移动。

导流部件包括第一环体23、第二环体24和多个桨叶25，第一环体23固定套接在轴体4上，多个桨叶25均设置在第一环体23和第二环体24之间，且呈环形分布。

气动部件包括筒体12、滑杆13和两个活塞14，筒体12水平固定嵌设在壳体1内壁中，两个活塞14均密封滑动安装在筒体12内，滑杆13水平滑动安装在筒体12内，且两端分别与两个活塞14相互靠近的一端固定连接，筒体12靠近轴体4的一侧水平开设有滑口15，滑口15内滑动安装有滑块16，滑块16的上下端分别与滑杆13和滑架9固定连接，两个气缸10均通过柔性管17分别与筒体12两侧导通，两个柔性管17均固定嵌设在滑架9内部，位于左侧的气缸10与筒体12右端导通，位于右侧的气缸10与筒体12左侧导通。

在使用过程中，通过向冷却管5内注入冷却液，对电主轴进行降温，冷却液在冷却管5内循环流动，将冷气带入设备内部，轴体4转动，带动两组导流部件转动，多个桨叶25转动，将设备内部的气体从壳体1两端导向外部，同时外部的气体通过通风孔6进入壳体1内，将冷却管5所产生的冷气带入壳体1内，使得冷气对设备内部进行充分降温。

在轴体4转动过程中,限位部件与卡环8配合，对轴体4的径向位置进行限定，两个滚珠11中的一个与卡环8接触，支撑卡环8的转动，由于高速滚动，摩擦生热，使得气缸10内部的气体受热膨胀，通过柔性管17导入筒体12内，推动活塞14滑动，活塞14带动滑杆13移动，滑杆13带动滑块16移动，滑块16带动滑架9移动，滑架9带动两个滚珠11水平移动，使得另一滚珠11与卡环8接触，温度较高的滚珠11与卡环8脱离，避免其继续升温，气流对其进行散热，通过此种方式，可使得两个滚珠11交替运转，便于对其进行高效降温。

实施例2：还包括传感部件，传感部件包括控制模块18、多个压力传感器19、套环20和多个撑板21，控制模块18固定安装在壳体1侧壁内，轴体4上开设有限位槽22，套环20套设在限位槽22内，且与限位槽22两侧为间隙配合，在不受轴向力时，轴体4与传感部件不接触，套环20通过多个撑板21与壳体1内壁固定连接，多个压力传感器19对称固定嵌设在套环20两侧，且均与控制模块18之间电性连接，控制模块18与外在的终端设备电性连接。

导流部件包括第一环体23、第二环体24和多个桨叶25，第一环体23固定套接在轴体4上，多个桨叶25均设置在第一环体23和第二环体24之间，且呈环形分布。

桨叶25两端均固定安装有转轴26，两个转轴26分别转动安装在第一环体23和第二环体24内，第二环体24内开设有安置腔27，安置腔27内设有调节部件。

调节部件包括多个齿轮28、齿圈29、电动伸缩杆30和两个连接件31，齿圈29转动套设在安置腔27内，多个齿轮28分别固定套接在位于第二环体24中的转轴26端部，且均与齿圈29啮合连接，电动伸缩杆30两端均通过连接件31分别与齿圈29侧面和安置腔27内壁固定连接，电动伸缩杆30通过导电部件与控制模块18之间电性连接。

导电部件包括两个导电板32、两个导体圈33和多个连架34，两个导体圈33均通过多个连架34与壳体1内壁固定连接，且均与控制模块18之间电性连接，两个导电板32均固定安装在第二环体24侧面，且分别与两个导体圈33内壁滑动接触，电动伸缩杆30与两个导电板32之间电性连接，在轴体4转动过程中，两个导电板32始终与两个导体圈33接触，实现电路的导通。

轴体4转动，带动第一环体23、多个桨叶25和第二环体24转动，对气流进行驱动，实现壳体1内部气流的导出，进行散热，同时获得空气动力，对轴体4的轴向位置进行限定，轴体4受到轴向力时，会触碰压力传感器19，压力传感器19将受力数据传递给控制模块18，控制模块18对数据进行分析，并根据结果得知轴向力的大小和方向，向两根电动伸缩杆30发送指令，电动伸缩杆30接收信号指令，伸长或缩短，通过连接件31带动齿圈29转动，齿圈29带动多个齿轮28转动，多个齿轮28转动，通过转轴26带动多个桨叶25转动，从而改变桨叶25的攻角，增大或减小推力，两组导流部件配合，获得不同的推力，推力差值与轴向力等大反向，从而抵消轴向力，对轴体4的轴向位置进行限定，通过此种方式，可以限定轴体4的轴向位置，且使得壳体1两端具有良好的通风性，便于散热。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种具有降温保护功能的电主轴，包括：

壳体（1）、定子（2）、转子（3）和轴体（4），所述壳体（1）侧壁内固定嵌设有冷却管（5），其特征在于：所述冷却管（5）呈螺旋状，且两端均穿出壳体（1），所述壳体（1）上开设有多个通风孔（6），所述通风孔（6）内均固定安装有防护网（7）；

所述轴体（4）上左右均设有导流部件，两组所述导流部件的排气方向均向壳体（1）外部，且限制轴体（4）的轴向位置；

所述轴体（4）上左右设有支撑组件，所述支撑组件包括卡环（8）、三组限位部件和三组气动部件，所述限位部件用于限制轴体（4）的径向位置，所述卡环（8）固定套接在轴体（4）上，所述限位部件包括滑架（9）、两个气缸（10）和两个滚珠（11），两个所述气缸（10）对称垂直固定安装在滑架（9）上，两个所述滚珠（11）分别滚动密封嵌设在两个气缸（10）顶端，所述卡环（8）两侧均向外突出形成肩部，两个所述滚珠（11）分别与两个肩部底侧滚动接触，且中心距等于两个肩部端面之间的距离，所述限位部件通过气动部件与壳体（1）连接，所述气动部件用于驱使限位部件水平移动。

2.根据权利要求1所述的一种具有降温保护功能的电主轴，其特征在于：所述气动部件包括筒体（12）、滑杆（13）和两个活塞（14），所述筒体（12）水平固定嵌设在壳体（1）内壁中，两个所述活塞（14）均密封滑动安装在筒体（12）内，所述滑杆（13）水平滑动安装在筒体（12）内，且两端分别与两个活塞（14）相互靠近的一端固定连接，所述筒体（12）靠近轴体（4）的一侧水平开设有滑口（15），所述滑口（15）内滑动安装有滑块（16），所述滑块（16）的上下端分别与滑杆（13）和滑架（9）固定连接，两个所述气缸（10）均通过柔性管（17）分别与筒体（12）两侧导通，两个所述柔性管（17）均固定嵌设在滑架（9）内部，位于左侧的气缸（10）与筒体（12）右端导通，位于右侧的气缸（10）与筒体（12）左侧导通。

3.根据权利要求1所述的一种具有降温保护功能的电主轴，其特征在于：还包括传感部件，所述传感部件包括控制模块（18）、多个压力传感器（19）、套环（20）和多个撑板（21），所述控制模块（18）固定安装在壳体（1）侧壁内，所述轴体（4）上开设有限位槽（22），所述套环（20）套设在限位槽（22）内，且与限位槽（22）两侧为间隙配合，所述套环（20）通过多个撑板（21）与壳体（1）内壁固定连接，多个所述压力传感器（19）对称固定嵌设在套环（20）两侧，且均与控制模块（18）之间电性连接，所述控制模块（18）与外在的终端设备电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有降温保护功能的电主轴，其特征在于：所述导流部件包括第一环体（23）、第二环体（24）和多个桨叶（25），所述第一环体（23）固定套接在轴体（4）上，多个所述桨叶（25）均设置在第一环体（23）和第二环体（24）之间，且呈环形分布。

5.根据权利要求4所述的一种具有降温保护功能的电主轴，其特征在于：所述桨叶（25）两端均固定安装有转轴（26），两个所述转轴（26）分别转动安装在第一环体（23）和第二环体（24）内，所述第二环体（24）内开设有安置腔（27），所述安置腔（27）内设有调节部件。

6.根据权利要求5所述的一种具有降温保护功能的电主轴，其特征在于：所述调节部件包括多个齿轮（28）、齿圈（29）、电动伸缩杆（30）和两个连接件（31），所述齿圈（29）转动套设在安置腔（27）内，多个所述齿轮（28）分别固定套接在位于第二环体（24）中的转轴（26）端部，且均与齿圈（29）啮合连接，所述电动伸缩杆（30）两端均通过连接件（31）分别与齿圈（29）侧面和安置腔（27）内壁固定连接，所述电动伸缩杆（30）通过导电部件与控制模块（18）之间电性连接。

Images