基于动压滑动轴承的电主轴的制作方法

文档序号:12816580
基于动压滑动轴承的电主轴的制作方法与工艺

本实用新型涉及一种基于动压滑动轴承的电主轴,属于电主轴技术领域。



背景技术:

电主轴是一种将高速电机内置于主轴的整体单元。电机的转子带动主轴一起旋转,实现了机电一体化。这种取消带传动和齿轮传动等常见的机械装置,实现机床“零传动”结构的传动单元在现代机床设计中应用越来越广泛,其结构紧凑、转速高、质量小、启停迅速、运转稳定的特点使之成为高速主轴的首选结构。而传统的电主轴主要基于滚动轴承的设计理念,限制其转速的进一步提高,承载能力也有限。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种负载能力高、精度高、结构紧凑、寿命长的基于动压滑动轴承的电主轴。

为了解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:一种基于动压滑动轴承的电主轴,包括电主轴外壳、主轴、电动机、润滑和冷却系统,主轴的前部和后端分别安装有前液体动压滑动轴承和后液体动压滑动轴承,前、后液体动压滑动轴承与电主轴外壳、位于电主轴外壳两端的轴承端盖共同构成整体的密封腔,电动机安装在前液体动压滑动轴承和后液体动压滑动轴承之间,所述电动机转子与主轴固定连接并带动主轴旋转,所述电动机定子位于电动机转子外侧,润滑和冷却系统包括前喷嘴、后喷嘴和冷却套,前喷嘴与前液体动压滑动轴承连通并贯穿电主轴外壳,后喷嘴与后液体动压滑动轴承连通并贯穿电主轴外壳,所述冷却套设置在电动机定子与电主轴外壳之间,冷却套上设有冷却油通道和与冷却油通道连通的冷却油入口和冷却油出口,冷却油入口和冷却油出口贯穿电主轴外壳。

进一步为了提供轴向支承,所述主轴的前后两端各设置一角接触球轴承,分别为前角接触球轴承和后角接触球轴承,前、后角接触球轴承位于上述密封腔内前、后液体动压滑动轴承的外侧,以提供轴向支承,防止电主轴的轴向移动。

进一步,所述角接触球轴承为接触角为25°的陶瓷角接触球轴承。

进一步为了给电动机提供定位,所述主轴上电动机的两侧还安装有隔套和轴环,隔套用于电机定子的定位,轴环用于电机转子的定位。

进一步,所述主轴的内部安装有碟型弹簧式松拉刀机构,用于传动时承受扭矩。

进一步,所述主轴的轴瓦采用轴铸铝青铜材料制成,以获得足够的抗拉强度和冲击韧度。

进一步为了获得更小的外形、更高的效率,所述电动机采用交流同步电动机。

采用了上述技术方案,本实用新型抛开传统的基于滚动轴承的电主轴设计理念,采用基于动压滑动轴承的架构方案,提出了一种基于动压滑动轴承的电主轴,相对于滚动轴承的电主轴,本实用新型的基于动压滑动轴承的电主轴可以承受更大的转速,从而能有效提高使用寿命,同时还能承受更大的负载,具有负载能力高、精度高、结构紧凑、寿命长的特点;本实用新型具有合理的润滑和冷却系统,为电主轴的工作提供了一个良好的工作环境,能更大程度的减少成本,创造更大的利润;本实用新型在主轴两端添加一对角接触复合陶瓷球轴承以提供轴向支承,从而使电主轴不仅能够承受径向载荷,还能承受轴向载荷,从而使其能承受更高的转速,极大地提高电主轴的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的基于动压滑动轴承的电主轴的主视剖视图;

图2为本实用新型的基于动压滑动轴承的电主轴的装配图;

图3为本实用新型的主轴的结构示意图;

图中,1、主轴,2、锁紧螺钉,3、轴承端盖,4、锁紧螺钉,5、前角接触球轴承,6、前液体动压滑动轴承,7、前喷嘴,8、隔套,9、轴环,10、冷却油入口,11、电主轴外壳,12、冷却套,13、电动机定子,14、电动机转子,15、冷却油出口,16、后喷嘴,17、后液体动压滑动轴承,18、后角接触球轴承。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、图2、图3所示,一种基于动压滑动轴承的电主轴,包括电主轴外壳11、主轴1、电动机、润滑和冷却系统,主轴1的前部和后端分别安装有前液体动压滑动轴承6和后液体动压滑动轴承17,前、后液体动压滑动轴承与电主轴外壳11、位于电主轴外壳11两端的轴承端盖3共同构成整体的密封腔,电动机安装在前液体动压滑动轴承6和后液体动压滑动轴承17之间,所述电动机转子14与主轴1固定连接并带动主轴1旋转,所述电动机定子13位于电动机转子14外侧,润滑和冷却系统包括前喷嘴7、后喷嘴16和冷却套12,前喷嘴7与前液体动压滑动轴承6连通并贯穿电主轴外壳11,后喷嘴16与后液体动压滑动轴承17连通并贯穿电主轴外壳11,所述冷却套12设置在电动机定子13与电主轴外壳11之间,冷却套12上设有冷却油通道和与冷却油通道连通的冷却油入口10和冷却油出口15,冷却油入口10和冷却油出口15贯穿电主轴外壳11。

进一步,如图1所示,轴承端盖3通过紧固螺钉4固定在电主轴外壳11上,轴承端盖3给整个电主轴系统一个定位固定作用,并提供密封的效果;主轴1的端部前角接触球轴承5和后角接触球轴承18处还固定有垫块,并通过锁紧螺钉2将垫块固定,垫块给前角接触球轴承5和后角接触球轴承18一个定位的作用。

优选地,如图1所示,所述主轴1的前后两端各设置一角接触球轴承,分别为前角接触球轴承5和后角接触球轴承18,前、后角接触球轴承位于上述密封腔内前、后液体动压滑动轴承的外侧,以提供轴向支承,防止电主轴的轴向移动。

进一步,所述角接触球轴承为接触角为25°的陶瓷角接触球轴承。

优选地,如图1所示,所述主轴1上电动机的两侧还安装有隔套8和轴环9,隔套8用于电机定子13的定位,轴环9用于电机转子14的定位。

可选地,如图1、图3所示,所述主轴1为空心轴,主轴1的内部安装有碟型弹簧式松拉刀机构,用于传动时承受扭矩。

优选地,所述主轴1的轴瓦采用轴铸铝青铜材料制成,以获得足够的抗拉强度和冲击韧度。

可选地,所述电动机采用交流同步电动机。

本实用新型抛开传统的基于滚动轴承的电主轴设计理念,采用基于动压滑动轴承的架构方案,提出了一种基于动压滑动轴承的电主轴,根据电主轴设计要求和基本原理从结构上对高速电主轴的各部分零件进行设计、计算和校核以确定相关参数;相对于滚动轴承的电主轴,本实用新型的基于动压滑动轴承的电主轴可以承受更大的转速,从而能有效提高使用寿命,同时还能承受更大的负载,具有负载能力高、精度高、结构紧凑、寿命长的特点;本实用新型具有合理的润滑和冷却系统,为电主轴的工作提供了一个良好的工作环境,能更大程度的减少成本,创造更大的利润;本实用新型在主轴两端添加一对角接触复合陶瓷球轴承以提供轴向支承,从而使电主轴不仅能够承受径向载荷,还能承受轴向载荷,从而使其能承受更高的转速,极大地提高电主轴的使用寿命。

以上所述的具体实施例,对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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