超高速高精度大功率的电主轴的制作方法_2

文档序号:8213052阅读:来源:国知局
完好性。
[0029]而且,根据本发明实施例的电主轴10通过在外壳101内设置转子冷却油道1012和定子冷却油道1013,从而不仅可以进一步减小电主轴10的体积,节省大量空间,使电主轴10适用于空间体积受限的场合,而且可以利用油雾对电主轴10的轴承滚珠进行冷却,使电主轴10的轴承始终不会在较高的温度下工作,确保电主轴10长时间高精度稳定工作。利用油雾为电主轴10系统润滑,不但保证电主轴10的各个部位既不缺润滑油,又不会因为润滑油过量而造成更大的温升,而且可以将油雾污染降至最低。
[0030]因此,根据本发明实施例的电主轴10具有超高速高精度大功率且体积小等优点。
[0031]根据本发明实施例的超高速高精度大功率电主轴10正是迎合市场需求研发出来的新型电主轴。该电主轴10从传动的方式来看,高速电主轴10具有结构紧凑、转速范围广、传动惯量小、响应速度快、动态特性好、加(减)速度和定角度的快速准、利用矢量控制实现无级变速等优点。从电主轴10本身特性来看,电主轴10具有结构简单、高速大功率、低速大扭矩、转速高、刚度高、易于标准化,模块化、质量可靠、体积小等优点。
[0032]其中,电主轴10整(机)体动平衡在最大转速60000rpm带载振动量不大于9mm/s,介于,接近于动平衡等级中的G6.3级。
[0033]根据本发明实施例的电主轴10适于在特殊场合使用,特别适用于高精度钻铣床、各种高精度数控机床、高精度雕刻专用机床、高精度磨床、以及其他需要超高转速高精度大功率场合机床、高速离心机、旋辗机床等。电主轴10也可以使用在航空航天行业以及一些特殊需要使用超高速高精度大功率电主轴的领域。
[0034]如图2和图5所示,在本发明的一些实施例中,电主轴10进一步包括辅助支撑装置,该辅助支撑装置包括右轴承座1023和右轴承1026。右轴承座1023设在容纳腔1011内,且右轴承座1023邻近容纳腔1011的右端。右轴承1026设在右轴承座1023上。换言之,右轴承1026邻近容纳腔1011的右端。其中,转子104可旋转地设在右轴承1026上。也就是说,转子104可旋转地设在左轴承1024、中轴承1025和右轴承1026上。
[0035]通过设置邻近容纳腔1011的右端的右轴承座1023和右轴承1026且将转子104可旋转地设在右轴承1026上,从而可以极大地缩短转子104的输出端到支撑点(右轴承1026)之间的距离,以便大大地减少电主轴10工作时的振动。由此可以使电主轴10的临界转速远远超过电主轴10的工作转速,使电主轴10可以大载荷、平稳性的工作。
[0036]电主轴10的右轴承1026、中轴承1025、左轴承1024使用向心球轴承,不仅可以使电主轴10在高温环境下稳定运行,而且可以保证电主轴10在许可的速度范围内工作的精度。
[0037]在发明的一个具体示例中,密封件106可以是石墨密封件106。由此不仅可以使电主轴10在各种恶劣环境下平稳工作,而且可以有效地防止左轴承1024、中轴承1025和右轴承1026的损坏,有效地提升电主轴10的特性。
[0038]具体而言,电主轴10的前端的动态密封可以选用端面石墨密封。石墨密封具有耐酸碱、耐腐蚀、耐高温、抗氧化性强、电阻低等特性,在此使用可以使电主轴10在各种恶劣环境下平稳工作,从而可以有效防止轴承的损坏,有效提升电主轴10的特性。
[0039]如图2和图5所示,电主轴10进一步包括第一预紧弹簧1071,第一预紧弹簧1071的一端与右轴承1026接触,且第一预紧弹簧1071的另一端与容纳腔1011的壁接触,第一预紧弹簧1071处于压缩状态。通过设置第一预紧弹簧1071,从而可以为右轴承1026提供预紧力,防止右轴承1026因温度升高而出现卡死,保证电主轴10的长时间稳定工作。
[0040]如图2和图3所示,电主轴10进一步包括第二预紧弹簧1072,第二预紧弹簧1072的一端与左轴承1024接触,且第二预紧弹簧1072的另一端与容纳腔1011的壁接触,第二预紧弹簧1072处于压缩状态。通过设置第二预紧弹簧1072,从而可以为左轴承1024提供预紧力,防止左轴承1024因温度升高而出现卡死,保证电主轴10的长时间稳定工作。
[0041]在本发明的一个实施例中,如图2所示,电主轴10进一步包括定子温度传感器1081、中轴承温度传感器1082和报警装置(图中未示出)。定子温度传感器1081设在定子103上,中轴承温度传感器1082设在中轴承1025上。该报警装置与定子温度传感器1081和中轴承温度传感器1082中的每一个相连以便根据定子温度传感器1081的检测值和中轴承温度传感器1082的检测值报警。
[0042]其中,定子温度传感器1081可以实时监测定子线圈的温度,防止在各种工况下定子线圈因温度过高而烧坏,通过传输与反馈,当定子线圈的温度超过预定值后自动报警。中轴承温度传感器1082可以实时监测中轴承1025的温度,防止在各种工况下中轴承1025的温度过高而烧坏,通过传输与反馈,当中轴承1025的温度超过预定值后自动报警。
[0043]通过设置定子温度传感器1081和中轴承温度传感器1082,从而可以防止电主轴10因油路堵塞或者由于其他原因导致电主轴10内温度过高,由此可以保证电主轴10不会在超过预定温度下工作,大大提高电主轴10使用寿命。
[0044]如图2所示,电主轴10进一步包括测速磁钢1084、转速传感器1085、多个振动传感器1086和报警装置。测速磁钢1084设在转子104上,转速传感器1085设在容纳腔1011内,转速传感器1085与测速磁钢1084配合。多个振动传感器1086间隔开地设在外壳101上。该报警装置与多个振动传感器1086中的每一个相连以便根据每个振动传感器1086的检测值报警。
[0045]具体而言,转速传感器1085可以实时监测转子104的实际转速并把转速数据传输给控制软件,为分析电主轴10不同转速时的状态提供精确数据。该数据也可以用于其他用途分析。
[0046]多个振动传感器1086用于实时监测电主轴10的振动状况,当电主轴10的振动值超过预定值后自动报警,极好地保证电主轴10在工作时的精度。通过将多个振动传感器1086布置在电主轴10的不同位置,实时监测电主轴10的工作状况,同时将监测数据自动传输给电控软件,自动分析并记录数据,若振动传感器1086的振动值超过预定值,自动报警装置将会报警并提示用户检查电主轴10。由此可以为用户节省大量用于检查电主轴10的工作状态的时间,大大提高电主轴10的工作精度和效率,还可以使一人同时操控多台设备。
[0047]如图2所示,在本发明的一个示例中,中轴承座1022的内周面上设有储油槽1027,储油槽1027通过连接油道1016与定子冷却油道1013连通。润滑油通过定子冷却油道1013和连接油道1016进入到储油槽1027内,并充满中轴承1025与中轴承座1022之间的空隙,从而形成油膜减振装置。该油膜减振装置不仅可以
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