一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，包括外壳体、转轴、后轴承座以及后盖，后轴承座的外壁开设有环形冷却水槽，且后轴承座的外部固定连接有衬套，后轴承座与衬套之间形成环形冷却水通道，衬套内部设置有供水通道和排水通道，后盖的端部设置有进水接头和出水接头，后盖内部具有进水通道以及出水通道，进水通道与供水通道之间以及出水通道和排水通道之间分别通过冷却水接嘴连通。本实用新型的高速电主轴在常规的电主轴冷却系统基础上添加后轴承冷却结构，组成电主轴前轴承+电机+后轴承冷却系统，可以极大的提高主轴后轴承的冷却效果，改善后轴承的工作环境，延长轴承寿命，保证电主轴持续高效的运行，从而提高电主轴的使用寿命。
【专利说明】
一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴
技术领域
[0001]本实用新型涉及电主轴技术领域，具体涉及一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴。
【背景技术】
[0002]随着国内数控机床的飞速发展，高速电主轴已成为数控机床的关键零部件之一。高速电主轴将主轴电机与机床主轴“合二为一”，机床主轴由内装式电动机直接驱动，省去复杂的中间传动环节，实现了机床的“零传动”。然而，内置电机的发热和主轴轴承的发热成为了电主轴工作的两大主要热源，若不加以控制，所引起的热变形会降低机床的加工精度以及减短轴承的使用寿命，所以冷却系统在电主轴的使用中显得尤为重要。通常电主轴的水冷系统分为外水冷和内水冷两种:外水冷系统是将主轴冷却腔体做在主轴壳体的外端，使用外水套将其密封成冷却腔，这种冷却方式多用于外形偏小的电主轴的结构设计；内水冷系统是将冷却腔体做在主轴壳体内，使用内水套将其密封成冷却腔，冷却效果较好，是一种常用的冷却方式。通常，冷却水腔分为单腔式(电机腔)和腹腔式(前轴承腔+电机腔)，前者主要用于冷却电机定子，后者主要用于电主轴前轴承和电机定子均需要冷却的情况下。无论是外水冷还是内水冷，冷却水腔是单腔式还是腹腔式，均未集中考虑主轴后轴承的冷却。由于油雾润滑所带来的污染、成本等问题，使得低成本的环保油脂润滑电主轴的开发迫在眉睫，高速油脂润滑电主轴取代油雾润滑电主轴要求日趋加大，随着高速轴承技术的发展，电主轴后轴承温度的控制成为高速环保油脂润滑电主轴发展中的一个问题，所以电主轴后轴承的冷却问题显得极其必要。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，在常规的电主轴冷却系统基础上添加后轴承冷却结构，可以极大的提高主轴后轴承的冷却效果，改善后轴承的工作环境，延长轴承寿命，保证电主轴持续高效的运行，从而提高电主轴的使用寿命。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题，所提供的技术方案是:一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，包括外壳体、转轴、后轴承座以及后盖，转轴设置在外壳体内部，且转轴的后端通过后轴承座进行旋转支撑，所述后轴承座的外壁开设有环形冷却水槽，且后轴承座的外部固定连接有衬套，后轴承座与衬套之间形成环形冷却水通道，所述衬套内部设置有向环形冷却水通道供水的供水通道以及将环形冷却水道内冷却水排出的排水通道，所述后盖的端部设置有进水接头和出水接头，后盖内部具有与进水接头连通的进水通道以及与出水接头连通的出水通道，进水通道与供水通道之间以及出水通道和排水通道之间分别通过冷却水接嘴连通。
[0005]作为本实用新型一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴的进一步优化:所述后盖通过螺钉和O形密封圈固定在外壳体的后端口。
[0006]作为本实用新型一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴的进一步优化:所述衬套与外壳体之间通过滚动导套连接，衬套和后轴承座可通过滚动导套在外壳体内部进行轴向移动。
[0007]作为本实用新型一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴的进一步优化:所述冷却水接嘴为带有轴向通道的圆筒形接嘴，进水通道与供水通道之间的冷却水接嘴两端分别置于进水通道与供水通道内，并通过O形密封圈进行密封，出水通道与排水通道之间的冷却水接嘴两端分别置出水通道与排水通道内，并通过O形密封圈进行密封。
[0008]作为本实用新型一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴的进一步优化:所述后盖的端部设置有一个进水接头和一个出水接头，且外壳体的侧壁内部设置有前端冷却水供水通道和前端冷却水排水通道，前端冷却水供水通道和前端冷却水排水通道分别与后盖上的进水通道和出水通道连通。
[0009]作为本实用新型一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴的进一步优化:所述后盖的端部设置有两个进水接头和两个出水接头，且外壳体的侧壁内部设置有前端冷却水供水通道和前端冷却水排水通道，两个进水接头分别通过各自的冷却水通道与衬套上的进水通道和外壳体上的前端冷却水供水通道连接，两个出水接头分别通过各自的冷却水通道与衬套上的出水通道和外壳体上的前端冷却水排水通道连通。
[0010]有益效果
[0011]本实用新型的高速电主轴在常规的电主轴冷却系统基础上添加后轴承冷却结构，组成电主轴前轴承+电机+后轴承冷却系统，可以极大的提高主轴后轴承的冷却效果，改善后轴承的工作环境，延长轴承寿命，保证电主轴持续高效的运行，从而提高电主轴的使用寿命O
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型高速电主轴(单进水接头)的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型高速电主轴(双进水接头)的结构示意图；
[0014]图3是本实用新型高速电主轴中冷却水接嘴的结构示意图；
[0015]图中标记:1、外壳体，2、转轴，3、后轴承座，4、后盖，5、衬套，6、环形冷却水通道，7、供水通道，8、排水通道，9、进水接头，1、出水接头，11、进水通道，12、出水通道，13、冷却水接嘴，14、滚动导套，15、前端冷却水供水通道，16、前端冷却水排水通道。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步的说明:
[0017]实施例1
[0018]如图1所示:一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，高速电主轴的主要零部件包括外壳体1、转轴2、后轴承座3以及后盖4，后盖4通过螺钉和相应的O形密封圈固定在外壳体I的后端口，转轴2设置在外壳体I内部，且转轴2的后端通过后轴承座3进行旋转支撑，后轴承座3的外壁开设有用于容纳冷却水的环形凹槽，后轴承座3的外部通过热装的工艺固定设置有衬套5，后轴承座3与衬套5之间形成环形冷却水通道6，衬套5与外壳体I之间通过滚动导套14连接，滚动导套14的主体结构为带有滚珠的套筒，套筒的侧壁嵌设有滚珠，滚珠位于套筒的内外两端分别与衬套5和外壳体I内壁接触，衬套5和后轴承座3形成的整体可以通过滚动导套14在外壳体I内部进行轴向移动。衬套5的主体内部设置有向环形冷却水通道6进水的供水通道7以及将环形冷却水通道6内冷却水排出的排水通道8，所述后盖4上具有连接进水接头9的进水通道11以及连接出水接头10的出水通道12，且进水通道11与供水通道7之间以及出水通道12和排水通道8之间分别通过冷却水接嘴13连通。冷却水接嘴13为带有轴向通道的圆筒形结构，进水通道11与供水通道7之间的冷却水接嘴13两端分别置于进水通道11与供水通道7内，并通过O形密封圈与通道的内壁密封连接，进水通道11内的冷却水通过冷却水接嘴13进入供水通道7内。出水通道12与排水通道8之间的冷却水接嘴13两端分别置于出水通道12与排水通道8内，并通过O形密封圈与通道的内壁密封连接，排水通道8内的冷却水通过冷却水接嘴13进入出水通道12内。并且，为了同时方便对前端轴承进行冷却，在外壳体I的侧壁上分别设置有前端冷却水供水通道15和前端冷却水排水通道16，外壳体I和后盖4对接后，前端冷却水供水通道15与后盖4上的进水通道11连通，前端冷却水排水通道16与后盖4上的出水通道12连通。
[0019]本实施例中高速电主轴的冷却工作原理为:冷却水从后盖4的进水接头9进入进水通道11中，并由冷却水接嘴13进入衬套5的供水通道7中，最终进入衬套5与后轴承座3之间的环形冷却水通道6中，实现对后端轴承的冷却，经过循环的冷却水经由排水通道8、冷却水接嘴13和出水通道12，最终由出水接头10流出，完成整个冷却循环过程，于此同时，进水接头9进入的冷却水还可以分流至前端冷却水供水通道15中，用以主轴前端部位的冷却。
[0020]实施例2
[0021]如图2所示:一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，高速电主轴的主要零部件包括外壳体1、转轴2、后轴承座3以及后盖4，后盖4通过螺钉和相应的O形密封圈固定在外壳体I的后端口，转轴2设置在外壳体I内部，且转轴2的后端通过后轴承座3进行旋转支撑，后轴承座3的外壁开设有用于容纳冷却水的环形凹槽，后轴承座3的外部通过热装的工艺固定设置有衬套5，后轴承座3与衬套5之间形成环形冷却水通道6，衬套5与外壳体I之间通过滚动导套14连接，滚动导套14的主体结构为带有滚珠的套筒，套筒的侧壁嵌设有滚珠，滚珠位于套筒的内外两端分别与衬套5和外壳体I内壁接触，衬套5和后轴承座3形成的整体可以通过滚动导套14在外壳体I内部进行轴向移动。衬套5的主体内部设置有向环形冷却水通道6进水的供水通道7以及将环形冷却水通道6内冷却水排出的排水通道8，所述后盖4上具有连接进水接头9的进水通道11以及连接出水接头10的出水通道12，且进水通道11与供水通道7之间以及出水通道12和排水通道8之间分别通过冷却水接嘴13连通。冷却水接嘴13为带有轴向通道的圆筒形结构，进水通道11与供水通道7之间的冷却水接嘴13两端分别置于进水通道11与供水通道7内，并通过O形密封圈与通道的内壁密封连接，进水通道11内的冷却水通过冷却水接嘴13进入供水通道7内。出水通道12与排水通道8之间的冷却水接嘴13两端分别置于出水通道12与排水通道8内，并通过O形密封圈与通道的内壁密封连接，排水通道8内的冷却水通过冷却水接嘴13进入出水通道12内。并且，为了同时方便对前端轴承进行冷却，在外壳体I的侧壁上分别设置有前端冷却水供水通道15和前端冷却水排水通道16，后盖4上分别设置有两个进水接头9和两个出水接头10，两个进水接头9分别通过各自的冷却水通道与衬套5上的进水通道11和外壳体I上的前端冷却水供水通道15连接，两个出水接头10分别通过各自的冷却水通道与衬套5上的出水通道12和外壳体I上的前端冷却水排水通道16连通。
[0022]本实施例中高速电主轴的冷却工作原理为:冷却水从后盖4的进水接头9进入进水通道11中，并由冷却水接嘴13进入衬套5的供水通道7中，最终进入衬套5与后轴承座3之间的环形冷却水通道6中，实现对后端轴承的冷却，经过循环的冷却水经由排水通道8、冷却水接嘴13和出水通道12，最终由出水接头10流出，完成整个冷却循环过程，于此同时，后盖4上设置有两个进水接头9，可以满足电主轴前端部位和后端轴承的同时循环冷却。
[0023]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，包括外壳体(I)、转轴(2)、后轴承座(3)以及后盖(4)，转轴(2)设置在外壳体(I)内部，且转轴(2)的后端通过后轴承座(3)进行旋转支撑，其特征在于:所述后轴承座(3)的外壁开设有环形冷却水槽，且后轴承座(3)的外部固定连接有衬套(5)，后轴承座(3)与衬套(5)之间形成环形冷却水通道(6)，所述衬套(5)内部设置有向环形冷却水通道(6 )供水的供水通道(7 )以及将环形冷却水通道(6 )内冷却水排出的排水通道(8)，所述后盖(4)的端部设置有进水接头(9)和出水接头(10)，后盖(4)内部具有与进水接头(9)连通的进水通道(11)以及与出水接头(10)连通的出水通道(12)，进水通道(11)与供水通道(7)之间以及出水通道(12 )和排水通道(8 )之间分别通过冷却水接嘴(13 )连通。2.如权利要求1所述一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，其特征在于:所述后盖(4)通过螺钉和O形密封圈固定在外壳体(I)的后端口。3.如权利要求1所述一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，其特征在于:所述衬套(5)与外壳体(I)之间通过滚动导套(14)连接，衬套(5)和后轴承座(3)可通过滚动导套(14)在外壳体(I)内部进行轴向移动。4.如权利要求1所述一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，其特征在于:所述冷却水接嘴(13)为带有轴向通道的圆筒形接嘴，进水通道(11)与供水通道(7)之间的冷却水接嘴(13)两端分别置于进水通道(11)与供水通道(7)内，并通过O形密封圈进行密封，出水通道(12)与排水通道(8)之间的冷却水接嘴(13)两端分别置出水通道(12)与排水通道(8)内，并通过O形密封圈进行密封。5.如权利要求1所述一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，其特征在于: 所述后盖(4)的端部设置有一个进水接头(9)和一个出水接头(10)，且外壳体(I)的侧壁内部设置有前端冷却水供水通道(15)和前端冷却水排水通道(16)，前端冷却水供水通道(15)和前端冷却水排水通道(16)分别与后盖(4)上的进水通道(I I)和出水通道(12)连通。6.如权利要求1所述一种可对后轴承进行冷却的高速电主轴，其特征在于: 所述后盖(4)的端部设置有两个进水接头(9)和两个出水接头(10)，且外壳体(I)的侧壁内部设置有前端冷却水供水通道(15 )和前端冷却水排水通道(16 )，两个进水接头(9 )分别通过各自的冷却水通道与衬套(5)上的进水通道(11)和外壳体(I)上的前端冷却水供水通道(15)连接，两个出水接头(10)分别通过各自的冷却水通道与衬套(5)上的出水通道(12)和外壳体(I)上的前端冷却水排水通道(16)连通。
【文档编号】B23B19/02GK205496577SQ201620180580
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】李东亚, 王广辉, 张涛, 宋思明, 雷树德, 姚银歌, 张文军, 肖汝锋
【申请人】洛阳轴研科技股份有限公司