一种同轴多电机串联的大功率电主轴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工装备领域，特别是涉及一种同轴多电机串联的大功率电主轴。
【背景技术】
[0002]电主轴是将驱动电机内装，以实现电机和主轴功能一体化的动力部件。电主轴作为机床的关键部件得到广泛应用，其发展趋势一方面向微型、精密化方向发展，另一方面向大功率、大转矩方向发展。目前的电主轴一般内装电机都只有一套定子转子系统输出功率有限，同时转子作为一个整体集中在轴壳内导致热量过分集中，或者有时因为结构原因需要设计转轴比较长的电主轴，前后端轴承之间的跨度过大，转子中部没有支承而出现刚度低、振动大、精度低等问题。
[0003]因此需要开发一种新型电主轴，其内部有多个转子和定子组成，能实现转轴在长跨度下的大功率、大转矩输出，同时转子、定子能避免发热过度集中；转轴的中部也可以用轴承支承从而增大电主轴刚度，最终实现电主轴大转矩、大功率、高刚度和散热的特点，拓展了电主轴的应用范围。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服传统电主轴一个转子的应用局限性，提供一种同轴多电机串联的大功率电主轴，实现增加主轴的输出功率和转矩功能，同时定子、转子分段安装在壳体能可以避免电机热量过分集中，不同转子之间安装多套轴承支承增加了转轴的刚度。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
一种同轴多电机串联的大功率电主轴，包括一种同轴多电机串联的大功率电主轴，包括转轴、内装电机、壳体和支承轴承，其特征在于:所述电主轴壳体由轴壳、前端端盖、扳手端盖以及后端盖连接构成；所述内转电机由多段转子、多段定子构成:所述的多段转子依次安装在电主轴转轴外部，多段转子之间为串联电路联接；所述的多段定子依次固定在轴壳内部，多段定子线圈之间为串联电路联接，与对应多段转子组成多个串联电机；所述支承轴承由前轴承组、后端轴承组、中段轴承构成:所述转轴依次装有多段转子并在多段转子中间间隔安装轴承支承主轴，转轴的的前端分别由前轴承组和后轴承组支承。
[0006]本发明与现有技术比较，具有以下突出的实质性特点和显著进步:
(1)通过多电机串联的大功率实现大转矩输出，克服了传统电主轴单个定子转子结构实现大转矩输出的瓶颈问题；
(2)主轴在转子之间增加轴承支承大大提高了电主轴的刚度；
(3)多个转子之间的空隙避免了单个定子导致的热量集中问题，有利于电主轴内部散热。
【附图说明】
[0007]图1是本发明一个实施例的结构示意图。
[0008]图中各符号表不:
1、转轴2、扳手端盖
3、前端盖4、前轴承座 5、车由壳6、定子a
7、转子a8、止动弹簧
9、轴承座10、止动弹簧
I1、定子b12、转子b 13、后轴承14、后轴承座 15、直线轴承16、紧固螺母 17、预紧弹簧18、止动弹簧 19、后端盖20、前轴承
21、前轴承内隔圈电缆22、前轴承外隔圈
23、冷却水道24、中部轴承
25、后轴承外隔圈26、后轴承内隔圈 27、电缆。
【具体实施方式】
[0009]实施例一:
参见图1，本同轴多电机串联的大功率电主轴，包括转轴(1)、内装电机、壳体和支承轴承，其特征在于:所述电主轴壳体由轴壳(5)、前端端盖(3)、扳手端盖(2)以及后端盖(19)连接构成；所述内转电机由多段转子(7) (12)、多段定子(6) (11)构成:所述的多段转子(7) (12)依次安装在电主轴转轴(I)外部，多段转子之间为串联电路联接；所述的多段定子
(6)(11)依次固定在轴壳(5)内部，多段定子线圈之间为串联电路联接，与对应多段转子组成多个串联电机；所述支承轴承由前轴承组(20)、后端轴承组(13)、中段轴承(24)构成:所述转轴(I)依次装有多段转子(7) (12)并在多段转子中间间隔安装轴承(24)支承主轴，转轴的(I)的前端分别由前轴承组(20)和后轴承组(13)支承。
[0010]实施例二:
参见图1，本同轴多电机串联的大功率电主轴，包括转轴(1)、内装电机、壳体和支承轴承，其特征在于:所述电主轴壳体由轴壳(5)、前端端盖(3)、扳手端盖(2)以及后端盖(19)等构成；所述内转电机由多段转子(7) (12)、轴壳内的多段定子(6) (11)构成；所述支承轴承由前轴承组(20)、后端轴承组(13)、中段轴承(24)构成；所述转轴(I)依次装有多段转子
(7)(12)并被轴承(24)间隔支承。
[0011]本实施例中壳体由电主轴轴壳(5)内部安装多个对应定子定子a (6)定子b (11)，与对应的转子a (7)转子b (12)依次组成串联的多个电机，在定子之间轴壳安装有中部轴承座(9)并通过止动弹簧(10)进行轴向定位；前后轴承座(4) (14)通过螺栓联接在电主轴轴壳(5)外端，后端轴承组(13)经由后轴承内隔圈(26)外隔圈(25)间隔后置于后轴承座(14)内孔，后轴承座(14)通过直线轴承(15)置于轴壳后端，并通过预紧弹簧(17)进行定压预紧，转轴后端由紧固螺母(16)联接压紧后轴承(13);转轴(I)的中部装有轴承并通过止动弹簧(8)轴向定位，转轴前端通过前轴承(20)支承，前轴承座与轴壳联接，并依次与前端盖(3)扳手端盖(2)联接；前中后端轴承座均通有油孔对轴承进行油气润滑，电主轴壳体内部设置水道通过冷却液水进行冷却。值得注意的是为了保证装配本例中转子b的直径应当小于中部轴承座的内直径，中部轴承座内直径应转子a的直径。
[0012]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，但凡本领域普通技术人员根据本发明技术的实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明的技术方案保护范围内。
【主权项】
1.一种同轴多电机串联的大功率电主轴，包括转轴(I)、内装电机、壳体和支承轴承，其特征在于:所述电主轴壳体由轴壳(5)、前端端盖(3)、扳手端盖(2)以及后端盖(19)连接构成；所述内转电机由多段转子(7) (12)、多段定子(6) (11)构成:所述的多段转子(7)(12)依次安装在电主轴转轴(I)外部，多段转子之间为串联电路联接；所述的多段定子(6)(11)依次固定在轴壳(5)内部，多段定子线圈之间为串联电路联接，与对应多段转子组成多个串联电机；所述支承轴承由前轴承组(20)、后端轴承组(13)、中段轴承(24)构成:所述转轴(I)依次装有多段转子(7) (12)并在多段转子中间间隔安装轴承(24)支承主轴，转轴的(!)的前端分别由前轴承组(20)和后轴承组(13)支承。
【专利摘要】本发明公开一种同轴多电机串联的大功率电主轴。它由转轴、内装电机、壳体和支承系统等部件组成；其中内装电机由串联在同一转轴上的多个转子和壳体内相应转子组成，不同转子之间装有轴承用以支承转轴。本同轴多电机串联的大功率电主轴由多个转子组成，可以极大的增加电主轴的输出功率和转矩，定子分段安装在壳体内可以避免电机热量过分集中，不同转子之间增加轴承支承不仅可以抑制长轴中部振动并且增加了转轴的刚度，从而实现电主轴大转矩、高刚度输出的功能。
【IPC分类】B23Q1/70, B23Q5/10
【公开号】CN104907876
【申请号】CN201510352519
【发明人】尚曜华, 李松生, 沈远, 罗士锋
【申请人】上海大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月24日