一种气冷气浮电主轴的制作方法

本实用新型涉及一种气冷气浮电主轴，属于机械领域。

背景技术：

目前电主轴的冷却一般都是采用水冷，水能的方式使得主轴必须有特别好的密封性，否则主轴冷却水会可能使主轴的电气部分损坏，甚至导致触电等安全事故；如果冷却水是常温，它的冷却效果就无法满足更高转速的主轴，如果需要非常温的冷却水，则需要很大的成本去配置制冷设备；且水冷式主轴在使用时也有很多不方便的地方，如需要配置专门的冷却水、水泵、冷却水箱等，并且冬天水结冰可能会损坏主轴。

技术实现要素：

本实用新型克服现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种气冷气浮电主轴。本实用新型结构简单，使用方便，通过气冷的方式对电机轴进行冷却，防止了冷却水结冰和触电等事故发生的可能，并通过气浮的方式减少了电机轴的摩擦，降低了热量的产生。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种气冷气浮电主轴，包括电机外壳连接有主轴外壳，电机外壳内安装有电机定子，电机定子内穿过有电机轴，配合电机轴安装有气浮气路和冷却气路；气浮气路包括安装在电机轴与主轴外壳之间的气浮轴承；

气浮轴承上沿轴向成形有气浮轴承纵向气浮气道，沿周向成形气浮轴承横向气浮气道；主轴外壳内成形有沿轴向成形有主轴外壳纵向气浮气道，沿周向成形有主轴外壳横向气浮气道；主轴外壳内表面还成形有与胡轴外壳横向气浮气道连通的主轴外壳螺旋气道；气浮轴承纵向气浮气道通过主轴外壳横向气浮气道与主轴外壳纵向气浮气道连通；主轴外壳纵向气浮气道与气浮气进气口连通；

所述冷却气路包括主轴外壳内成形的沿主轴外壳轴向设置的第一主轴外壳纵向冷却气气道、沿主轴外壳周向设置的第一主轴外壳横向冷却气气道和设置在主轴外壳内表面的主轴外壳螺旋冷却气道；电机外壳外表面成形有电机外壳冷却气螺旋气道且电机外壳外设有外罩；电机外壳冷却气螺旋气道一端连通有冷却气排气口，另一端通过第二主轴外壳纵向冷却气气道与主轴外壳螺旋冷却气道连通；第一主轴外壳纵向冷却气气道一端连通第一主轴外壳横向冷却气气道，另一端连通冷却装置。

进一步的改进，所述冷却装置包括涡流管管身，涡流管管身通过涡流槽与主轴外壳纵向冷却气气道连通；涡流槽连通冷却气进气口。

进一步的改进，所述涡流槽包括沿涡流槽轴向设置的涡流槽中心孔和设置在涡流槽端面的斜槽。

进一步的改进，所述涡流管管身通过散热片连通有调压阀。

进一步的改进，所述第二主轴外壳横向冷却气气道通过第二主轴外壳纵向冷却气气道与主轴外壳螺旋冷却气道连通。

进一步的改进，所述电机轴连接有主轴前端盖；主轴外壳连接有主轴后端盖。

附图说明

图1为气浮气路的结构示意图；

图2为冷却气路的结构示意图；

图3为涡流管结构图的结构示意图；

图4为涡流槽的轴向剖面结构示意图；

图5为涡流管的端面结构示意图。

其中，1-主轴前端盖 2-主轴外壳横向气浮气道 3-主轴外壳纵向气浮气道 4-主轴外壳螺旋气道 5-气浮气进气口 6-电机外壳7- 电机定子； 8-气浮轴承纵向气浮气道 9-主轴外壳 10-气浮轴承 11-气浮轴承横向气浮气道 12-电机轴 13-主轴后端盖 15-第一主轴外壳横向冷却气气道 16-第一主轴外壳纵向冷却气气道 17-冷却气进气口 18-涡流槽 19-涡流管管身 20-散热片 21-调压阀 22-主轴外壳螺旋冷却气道 23-第二主轴外壳横向冷却气气道 24- 第二主轴外壳纵向冷却气气道 25-电机外壳冷却气螺旋气道 26-外罩 28-冷却气排气口； 181-斜槽 182-涡流槽中心孔。

具体实施方式

实施例1

本实用新型的实现方式如下：一种气冷气浮电机轴结构如图1和图2 所示，图1展示了电机轴的气浮气路,高压气体通过气浮气进气口5 进入主轴外壳纵向气浮气道3,再通过主轴外壳横向气浮气道2进入气浮轴承的横向气道11和气浮轴承纵向气浮气道8,高压气体在气浮轴承10和电机轴12之间形成一层气膜,同时电机定子7和电机轴12 之间也形成一层气膜，实现了电机轴高速低阻力转动。

如图2展示了冷却气路的结构图：高压气体从冷却气进气口17进入由涡流槽18、涡流管管身、散热片和调压阀构成的涡流管，涡流管将高压气体分成冷气和热气，冷气通过涡流槽中心孔182进入第一主轴外壳纵向冷却气气道16和第一主轴外壳横向冷却气气道15，再通过主轴外壳螺旋冷却气道22冷却气浮轴承10，然后冷却气再通过第二主轴外壳横向冷却气气道23和第二主轴外壳纵向冷却气气道24进入电机外壳螺旋冷却气道25和外罩26构成的冷却空间，冷却主轴的电机，最后通过冷却气排气口28排出主轴。热气通过涡流管的调压阀21排出主轴。实现了主轴气浮轴承和电机的冷却。

涡流管的结构如图3所示，它的工作原理是高压常温气体由冷却气进气口进入涡流槽18和主轴外壳9构成的高压空间，该空间内的高压气体会从涡流管的斜槽181高速进入涡流管管身19，由于涡流槽 18的斜槽181方向见图4与涡流管管身19相切，所以射入气体的方向也是切向，这样就在涡流管管身内形成涡流，自由涡流旋转角速度越靠近中心越大，由于角速度不同，在自由涡流的层与层间产生摩擦，中心部分气流角速度最大，摩擦的结果就是将内层气体的能量传递给外层，中心层气流失去能量，动能低，速度低，通过涡流槽中心孔 182进入左侧冷却气道。而外层气流获得能量，动能增加，同时与涡流管管身19的管壁摩擦，将部分动能转换成热能，从涡流管的右端通过调压阀流出。调压阀的作用就是调节两股冷热气流的流量和温度。

上述实例仅仅是本实用新型的一个具体实施方式，对其的简单变换、替换等也均在实用新型的保护范围内。