主轴机构及具有其的主轴冷却系统的制作方法

本实用新型涉及冷媒冷却主轴领域，具体而言，涉及一种主轴机构及具有其的主轴冷却系统。

背景技术：

目前，对于主轴运转过程中的冷却问题，一般首先采用冷媒对流体介质(水或者油)进行冷却，再利用冷却的流体介质通过循环回路对运转的主轴进行降温，以使主轴温度恒定。

然而，这种冷却系统不但结构复杂，而且主轴内流体介质的泄漏难以检测，泄漏的流体介质常常会对运转的主轴产生致命的损害，此外，由于冷媒汽化难以控制，目前还没有利用冷媒直接对主轴进行冷却的有效技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种主轴机构及具有其的主轴冷却系统，以解决现有技术中冷媒无法直接冷却主轴的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种主轴机构，包括：定子内套；定子外套，套设在定子内套的外侧并与定子内套间隔设置，定子外套与定子内套之间构成密闭的容纳腔体；冷却管，冷却管环绕定子内套设置并位于容纳腔体内，以使冷媒流入冷却管内对定子内套进行冷却。

进一步地，冷却管的管体上均匀布置有渗漏孔，冷却管内的冷媒通过渗漏孔渗漏至容纳腔体内，以对定子内套进行降温。

进一步地，冷却管的冷媒出口端为封堵端，以使冷却管内的冷媒通过渗漏孔渗漏至容纳腔体内。

进一步地，主轴机构还包括：冷媒入口管，冷媒入口管与冷却管的冷媒入口端连通，以使冷媒通过冷媒入口管流入至冷却管内；冷媒出口管，冷媒出口管与容纳腔体连通，以使容纳腔体内的冷媒通过冷媒出口管流出。

进一步地，冷媒入口管的管口处设置有第一压强传感器，以检测冷媒入口管端口处的压强。

进一步地，冷媒出口管的管口处设置有第二压强传感器，以检测冷媒出口管的管口处的压强；其中，当第一压强传感器与第二压强传感器呈正比进行变化时，主轴机构正常运行，当第一压强传感器与第二压强传感器为反比进行变化时，主轴机构停止运行。

进一步地，定子内套上安装有温度传感器，用于检测定子内套的温度。

进一步地，主轴机构还包括：凸起部件，凸起部件设置在定子内套的上方，定子外套与凸起部件连接；密封圈，密封圈安装在定子外套与凸起部件的连接处，以对容纳腔体进行密封。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种主轴冷却系统，包括压缩机、冷凝器、储液罐、电子膨胀阀和主轴机构，压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、主轴机构和压缩机依次连接，以构成主轴冷却系统，主轴机构为上述的主轴机构。

进一步地，主轴机构为上述的主轴机构，主轴机构的冷媒出口管与压缩机的进气口连通，压缩机的出气口与冷凝器的进气口通，冷凝器的出口端与储液罐的进液端连通，储液罐的出液端与电子膨胀阀的冷媒入口端连通，电子膨胀阀的冷媒出口端与主轴机构的冷媒入口管连通。

进一步地，主轴机构为上述的主轴机构，主轴冷却系统还包括：控制系统，控制系统与电子膨胀阀连接，以使控制系统控制电子膨胀阀的流量大小；控制系统与温度传感器连接，以使温度传感器将感应到的温度传递至控制系统，以在温度传感器检测到的温度高于预定值时，使控制系统控制电子膨胀阀的冷媒流量增大，以降低定子内套的温度；并在温度传感器检测到的温度低于预定值时，使控制系统控制电子膨胀阀的冷媒流量减小，以升高定子内套的温度。

应用本实用新型的技术方案，主轴机构包括定子内套、定子外套和冷却管，定子外套套设在定子内套的外侧并与定子内套间隔设置，定子外套与定子内套之间构成密闭的容纳腔体，冷却管环绕定子内套设置并位于容纳腔体内，以使冷媒流入冷却管内对定子内套进行冷却，通过环绕定子内套设置的冷却管，将冷媒直接通入冷却管内，无需利用其他冷却介质，实现对定子内套的周向和径向均匀地降温,解决了现有技术中冷媒无法直接冷却主轴的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的主轴机构的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的冷却管的实施例的结构示意图；

图3示出了根据图2的A部分放大图；以及

图4示出了根据本实用新型的主轴冷却系统的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、压缩机；2、冷凝器；3、储液罐；4、电子膨胀阀；51、定子外套；52、定子内套；53、冷却管；530、渗漏孔；54、容纳腔体；55、冷媒入口管；56、冷媒出口管；550、第一压强传感器；560、第二压强传感器；57、凸起部件；58、密封圈；7、温度传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型提供了一种主轴机构，请参考图1至图4，包括定子内套52；定子外套51，套设在定子内套52的外侧并与定子内套52间隔设置，定子外套51与定子内套52之间构成密闭的容纳腔体54；冷却管53，冷却管53环绕定子内套52设置并位于容纳腔体54内，以使冷媒流入冷却管53内对定子内套52进行冷却。

本实用新型的主轴机构，包括定子内套52、定子外套51和冷却管53，定子外套51套设在定子内套52的外侧并与定子内套52间隔设置，定子外套51与定子内套52之间构成密闭的容纳腔体54，冷却管53环绕定子内套52设置并位于容纳腔体54内，以使冷媒流入冷却管53内对定子内套52进行冷却，通过环绕定子内套52设置的冷却管53，将冷媒直接通入冷却管53内，无需利用其他冷却介质，实现对定子内套52的周向和径向均匀地降温,解决了现有技术中冷媒无法直接冷却主轴的问题。

具体地，如图2和图3所示，冷却管53的管体上均匀布置有渗漏孔530，冷却管53内的冷媒通过渗漏孔530渗漏至容纳腔体54内，以对定子内套52进行降温；冷却管53的冷媒出口端为封堵端，以使冷却管53内的冷媒通过渗漏孔530渗漏至容纳腔体54内；在此，通入冷却管53内的冷媒为低压液态冷媒，由于压强作用，在较短的时间内，低压液态冷媒将充满整个冷却管53，随后低压液态冷媒在自身压力作用下，通过均匀布置的渗漏孔530逐渐地渗入至容纳腔体54内，保证了渗入容纳腔体54内的冷媒是均匀的，保证了定子内套52周向和径向降温的同步性。

在具体实施时，主轴机构还包括：冷媒入口管55，冷媒入口管55与冷却管53的冷媒入口端连通，以使冷媒通过冷媒入口管55流入至冷却管53内；冷媒出口管56，冷媒出口管56与容纳腔体54连通，以使容纳腔体54内的冷媒通过冷媒出口管56流出。

为了便于检测冷媒是否发生泄漏，冷媒入口管55的管口处设置有第一压强传感器550，以检测冷媒入口管55端口处的压强；冷媒出口管56的管口处设置有第二压强传感器560，以检测冷媒出口管56的管口处的压强；其中，当第一压强传感器550与第二压强传感器560呈正比进行变化时，主轴机构正常运行，当第一压强传感器550与第二压强传感器560为反比进行变化时，主轴机构停止运行，工作人员排除故障，保护主轴机构不受损坏。

进一步地，定子内套52上安装有温度传感器7，用于检测定子内套52的温度。

具体地，主轴机构还包括：凸起部件57，凸起部件57设置在定子内套52的上方，定子外套51与凸起部件57连接；密封圈58，密封圈58安装在定子外套51与凸起部件57的连接处，以对容纳腔体54进行密封，防止冷媒在容纳腔体54内发生泄漏。

本实用新型还提供了一种主轴冷却系统，包括压缩机1、冷凝器2、储液罐3、电子膨胀阀4和主轴机构，压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀4、主轴机构和压缩机1依次连接，以构成主轴冷却系统，其中，主轴机构为上述实施例中的主轴机构。

具体地，如图4所示，主轴机构的冷媒出口管56与压缩机1的进气口连通，压缩机1的出气口与冷凝器2的进气口通，冷凝器2的出口端与储液罐3的进液端连通，储液罐3的出液端与电子膨胀阀4的冷媒入口端连通，电子膨胀阀4的冷媒出口端与主轴机构的冷媒入口管55连通。

本实用新型中冷媒循环过程包括：压缩机1将低压气态冷媒压缩成高压气态冷媒，高压气态冷媒通过冷凝器2内液化放热，形成高压液态冷媒后，存储至储液罐3中，高压液态冷媒经电子膨胀阀4的节流作用后形成低压液态冷媒，低压液态冷媒通过冷媒入口管55流入至冷却管53内，渗入至容纳腔体54内，由于容纳腔体54为密闭腔体，低压液态冷媒由于空间压强的骤降而气化形成低压气态冷媒，同时迅速吸收周围的热量，从而使定子内套52和定子外套51降温，进一步地，低压气态冷媒通过冷媒出口管56流出至压缩机1内，压缩成高压气态冷媒。

在本实用新型提供的实施例中，为了控制主轴机构的温度恒定，主轴冷却系统还包括：控制系统，控制系统与电子膨胀阀4连接，以使控制系统控制电子膨胀阀4的流量大小；控制系统与温度传感器7连接，以使温度传感器7将感应到的温度传递至控制系统，以在温度传感器7检测到的温度高于预定值时，使控制系统控制电子膨胀阀4的冷媒流量增大，以降低定子内套52的温度；并在温度传感器7检测到的温度低于预定值时，使控制系统控制电子膨胀阀4的冷媒流量减小，以升高定子内套52的温度。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的主轴机构，包括定子内套52、定子外套51和冷却管53，定子外套51套设在定子内套52的外侧并与定子内套52间隔设置，定子外套51与定子内套52之间构成密闭的容纳腔体54，冷却管53环绕定子内套52设置并位于容纳腔体54内，以使冷媒流入冷却管53内对定子内套52进行冷却，通过环绕定子内套52设置的冷却管53，将冷媒直接通入冷却管53内，无需利用其他冷却介质，实现对定子内套52的周向和径向均匀地降温，结构简单，冷媒泄漏易于检测，避免了通过介质冷却时对主轴的致命伤害，且通过冷媒直接对主轴机构进行冷却，使冷却系统适用的温度范围更加广泛。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。