CN214154274U - 风冷电主轴结构 - Google Patents

Abstract

风冷电主轴结构，属于电主轴冷却技术领域，电机壳体前出口通过前轴承座设置前轴承，还设置固定在转轴上的前螺母。电机壳体后出口设置后盖。转动体包括转轴和前螺母。后盖开设有后盖进气通道。后盖进气通道连通位于电机壳体内的壳体进气通道，壳体进气通道与前轴承座进气通道连通再连通前轴承座环形槽的入口，前轴承座环形槽的出口通过前轴承座排气通道连接环绕遍布电机壳体的壳体通道。壳体通道的最后出气口与前轴承座通道连接，至转动体和前轴承座之间的缝隙。壳体通道可为电机壳体内反复连续弯折的U形通道。本设计首先冷却前轴承，再冷却电机，最后在前端转轴与前轴承座的缝隙处排出，用于正压密封，冷却效率高，效果好。

Description

风冷电主轴结构

技术领域

本实用新型属于电主轴冷却技术领域，特别涉及风冷电主轴结构。

背景技术

电主轴由于是内置式电机结构，电机运行产生的热量若不及时带走，会导致电主轴热变形，严重会烧毁电机，影响电主轴的使用寿命。

目前电主轴一般采用循环水（油）冷却（统称为液体冷却）和空气冷却两种方式，液体冷却比空气冷却效果好，但需要配置制冷机或冷却箱，前期投资成本高，有些场合还不具备液体冷却条件，空气冷却虽然效果虽然不及液体冷却效果，但配置简单，投资省，使用、管理方便，在很多场合下大量使用，比如雕刻机电主轴、木工电主轴和打磨电主轴等一些要求不是很高的场合。

现在市场上绝大多数风冷电主轴采用叶轮加转轴结构产生气流冷却电主轴壳体，就是在电主轴转轴的尾端加一个叶轮，电主轴高速旋转时带动叶轮旋转产生空气流，该气流通过电主轴铝制壳体的散热孔和外表面，将电机产生的热量带走，这种方案不足之处在于：一是高速旋转的叶轮噪音大；二是叶轮旋转产生气流来冷却电主轴运行成本高；三是冷却效率低，冷却效果不好；四是转轴伸到电主轴外部连接叶轮，存在缝隙，高速空气流容易将环境里的灰尘等杂质吹入电主轴内部。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供风冷电主轴结构，不利用叶轮来产生高速气流而是直接利用车间的压缩空气（气泵）作冷却用的气源，压缩空气首先冷却前轴承，然后再冷却电主轴电机，最后流动到电主轴最前端起正压密封作用。

采用的技术方案是：

风冷电主轴结构，有后盖、电机壳体、前轴承座和转动体。其特征在于：

电机壳体前出口通过前轴承座设置前轴承，前轴承座固定在电机壳体前出口，还设置固定在转轴上的前螺母。

电机壳体后出口设置后盖。

转动体包括转轴和前螺母。

转动体中的转轴前部由前轴承支撑。

后盖开设有后盖进气通道。

后盖进气通道连通位于电机壳体内的壳体进气通道，壳体进气通道与前轴承座进气通道连通再连通前轴承座环形槽的入口，前轴承座环形槽的出口通过前轴承座排气通道连接环绕遍布电机壳体的壳体通道。

壳体通道的最后出气口与前轴承座通道连接，至转动体和前轴承座之间的缝隙。

电机壳体可为铝合金壳体。

壳体通道可为电机壳体内反复连续弯折的U形通道。

电主轴两个发热源，一是电机运转发热，二是轴承运转产生摩擦热。电机运转产生的热占总热量的70%左右，轴承摩擦热占总热量的30%左右，但电机耐温可以达到140℃，而轴承一般超过80℃使用寿命就会大幅度降低，所以轴承降温是电主轴稳定使用的首要任务。本实用新型设计的压缩空气冷却，设计冷却通道，首先冷却前轴承，然后再冷却电机，最后在电主轴前端转轴与前轴承座的缝隙处排出，用于正压密封作用。

其优点在于：

（1）冷却前轴承，将压缩空气直接通到前轴承座环形槽，该前轴承座环形槽布置在前轴承的周围，对前轴承进行均匀充分冷却。

（2）冷却电机，前轴承冷却完毕后，压缩空气流动到电机定子安装壳体的冷却通道内对电机进行冷却，为了提高冷却效果，在空间位置允许的情况下冷却通道越多越好，为增加散热面积，通道内加工一些散热片或散热凸起和凹槽，该通道通过前后端盖的过渡槽连接，形成一条长长的冷却通道布置在壳体壁内，为冷却均匀，冷却通道在壳体壁内周围尽可能均匀布置，为保证冷却效果，壳体一般采用导热性能良好的铝合金材料。

（3）正压密封，电主轴转子与刀具连接，旋转的主轴（转动体）与轴承座之间存在缝隙，该缝隙容易导致外部杂质进入电主轴内部污染电主轴，冷却电机后的压缩空气最后流到该缝隙处向外排出，起正压密封作用。

（4）使用气泵冷却电主轴运行成本低，冷却效率高，冷却效果好。

附图说明

图1为本实用新型的一个方向的剖视图（可以看到后盖进气通道通过电机壳体进入前轴承座环形槽再返回到壳体通道的流通路径）。

图2为本实用新型的又一个方向的结构剖视图（可以看到电机壳体冷却完毕后到前轴承座前端与转轴的缝隙处向外排出流通路径）。

图3为本实用新型的立体结构示意图。

后盖进气通道1、后螺母2、后轴承3、后轴承座4、电机定子5、电机壳体6、壳体进气通道7、转轴（带电机转子）8、前轴承座9、前轴承座进气通道10、前轴承座环形槽11、前轴承12、前螺母13、缝隙14、前轴承座排气通道15、前轴承座过渡槽16、后盖过渡槽17、后盖18、壳体通道19、前轴承座通道20、转动体21。

具体实施方式

风冷电主轴结构，有后盖18、电机壳体6（金属壳体，为了散热效果好，具体可采用铝合金壳体）、前轴承座9和转动体21。

电机壳体6前出口通过前轴承座9设置前轴承12，前轴承座9固定在电机壳体6前出口，还设置用于螺纹连接在转轴8上的前螺母13。

电机壳体6后出口内侧设置后轴承座4和后轴承3，转轴8上螺纹连接有后螺母2。

电机壳体6后出口设置后盖18。

转动体包括转轴8和前螺母13。

转动体中的转轴8由前轴承12和后轴承3支撑。

后盖18开设有后盖进气通道1，与外部气源连接。

后盖进气通道1连通位于电机壳体6内沿着轴向设置的壳体进气通道7，壳体进气通道7与前轴承座进气通道10连通再连通前轴承座环形槽11的入口，

前轴承座环形槽11的出口通过前轴承座排气通道15连接环绕遍布电机壳体6的壳体通道19。

壳体通道19为圆筒形的电机壳体6内反复连续弯折的U形通道的总称。

壳体通道19的U形通道包括多个直道和两端分别对应的前轴承座过渡槽16或后盖过渡槽17。

壳体通道19向前的最后出气口与前轴承座通道20连接，至转轴8上的前螺母13与前轴承座9的缝隙4向外排出。

缝隙4也即转动体21和前轴承座9之间的缝隙。

其冷却原理过程为：

气体从后盖进气通道1进气经电机壳体进气通道7、前轴承座进气通道10、前轴座环形槽11、前轴承座排气通道15和壳体通道19，将电机壳体6四周全部冷却完毕后，从最后出口进入前轴承座通道20，再流向转轴8上的前螺母13与前轴承座9的缝隙4向外留出，起到正压密封作用。

电机定子5设置在电机壳体6内。

为增加散热面积，电机壳体6的通道内加工一些散热片或散热凸起和凹槽。

Claims (3)

1.风冷电主轴结构，有后盖（18）、电机壳体（6）、前轴承座（9）和转动体（21）；其特征在于：

电机壳体（6）前出口通过前轴承座（9）设置前轴承（12），前轴承座（9）固定在电机壳体（6）前出口，还设置固定在转轴（8）上的前螺母（13）；

电机壳体（6）后出口设置后盖（18）；

转动体包括转轴（8）和前螺母（13）；

转动体中的转轴（8）前部由前轴承（12）支撑；

后盖（18）开设有后盖进气通道（1）；

后盖进气通道（1）连通位于电机壳体（6）内的壳体进气通道（7），壳体进气通道（7）与前轴承座进气通道（10）连通再连通前轴承座环形槽（11）的入口，前轴承座环形槽（11）的出口通过前轴承座排气通道（15）连接环绕遍布电机壳体（6）的壳体通道（19）；

壳体通道（19）的最后出气口与前轴承座通道（20）连接，至转动体（21）和前轴承座（9）之间的缝隙。

2.根据权利要求1所述的风冷电主轴结构，其特征在于：

电机壳体（6）为铝合金壳体。

3.根据权利要求1所述的风冷电主轴结构，其特征在于：

壳体通道（19）为电机壳体（6）内反复连续弯折的U形通道。

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