一种精确供油的油气润滑高速电主轴的制作方法

本实用新型涉及一种电主轴，特别是涉及一种采用油气润滑精确供油的高速电主轴。

背景技术：

随着高速加工技术的发展，制造业对机床转速的要求越来越高。作为机床的核心部件，电主轴也在朝着高速的方向发展。电主轴的回转运动主要依赖于芯轴两端的支撑轴承，轴承的转速及承载能力直接影响了电主轴的性能。

润滑是影响轴承性能的一个关键因素，传统的电主轴轴承润滑方式多为脂润滑、油润滑等。这些润滑方式多为过量润滑，不仅浪费资源，还会在轴承内产生额外的摩擦力矩，影响轴承性能，限制电主轴的极限转速。为了提高轴承转速，目前高速轴承多采用油气润滑。油气润滑属于微量润滑，其特点是将定量的润滑油通过压缩空气运输至轴承内，由于润滑油量少，在轴承内产生摩擦力矩低，轴承发热量小，轴承转速可极大提高；而压缩空气不仅用于运输润滑油，还可以提高轴承的冷却效果，并对轴承进行气封。由于油气润滑具有节约油量，降低轴承温升，提高轴承转速等特点，十分适用于高速电主轴轴承的润滑。

但目前许多油气润滑电主轴供油精度不高，经常使用一条油路同时为两个轴承供油，并对不同轴承使用相同的油气润滑参数。若使用一条油路同时为两个轴承供油，如果设计不合理会导致两个轴承供油不均，由于油气润滑是微量润滑，容易造成轴承供油不足，导致轴承烧结；由于不同轴承的型号、工况不同，实际所需的油气润滑参数不同，若采用统一的润滑参数，容易导致部分轴承供油量过大，轴承温升增加。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺点，提高电主轴的极限转速，本实用新型提供了一种可实现各轴承精确、独立供油的油气润滑高速电主轴设计，通过独立的供油路及多条回油路设计，保证轴承供油的精确性，并可对不同轴承采用不同的润滑参数。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种精确供油的油气润滑高速电主轴，包括：壳体，

以及固定在壳体内的定子，壳体连接前、后轴承室，前、后轴承室内部分别串联至少两个轴承，相邻轴承间安装轴承内隔垫和轴承外隔垫，前、后轴承支撑芯轴，与定子相匹配的转子固定在芯轴上；

每个轴承分别设置一条油气润滑油路，在壳体后盖上分别设置与各条油气润滑油路相通的油气进口及油气出口，轴承供油的油气润滑喷嘴分别设置于轴承外隔垫上及轴承室内，油气润滑油路内的润滑油气通过轴承外隔垫的喷嘴或者轴承室内的喷嘴喷入轴承,向轴承的内圈供油；

还包括设置于每个轴承前后侧的回油孔和回收油路，每个回收油路一端分别与回油孔相通，另一端与其他回收油路汇合于一个汇油槽，经轴承室上的出油孔排出电主轴；

还包括设置于前轴承室内和壳体内的环形冷却槽以及贯通壳体的冷却管路，冷却管路与安装在壳体后盖的冷却液进口及出口相连，冷却管路将壳体内部及前轴承室内的环形冷却槽连通，冷却管路中的冷却液为水。

进一步，所述前轴承室内两个轴承均设置单独的油气润滑油路，两条油气润滑油路分别位于过电主轴中心线相隔30°的剖面上；所述后轴承室内两轴承也设置单独的油气润滑油路，两条油气润滑油路分别位于过电主轴中心线相隔30°的剖面上。

具体的，所述油气润滑油路有四条，第一油气润滑油路中的润滑油气从壳体后盖进入电主轴，经壳体，前轴承室，轴承外隔垫，通过外隔垫的喷嘴喷入轴承；第二油气润滑油路中的润滑油气从壳体后盖进入电主轴，经壳体，前轴承室，通过前轴承室内设计的喷嘴喷入轴承；第三油气润滑油路中的润滑油气从壳体后盖进入电主轴，经后轴承室，通过后轴承室内设计的喷嘴喷入轴承；第四油气润滑油路中的润滑油气从壳体后盖进入电主轴，经后轴承室，轴承外隔垫，通过外隔垫的喷嘴喷入轴承。

具体的，壳体后盖上设置有四个油气进口、一个油气出口，前轴承室设置有一个油气出口；四个油气进口分别连接四条油气润滑油路。

各轴承润滑油路相互独立，不同工况轴承的油气润滑参数可独立调整，根据前后轴承的型号、载荷不同，实际使用中前后轴承供油量可以分别调整。

各轴承前后侧均有回收油路，前、后轴承室内各有四条回油路，将轴承前、后侧的润滑油集中回收，并通过回油接口回收。

具体的，前轴承室内设置有四个回油孔，分别位于两个轴承的前后，前轴承室内的润滑油经回油孔进入回油路，汇集于前轴承室的汇油槽中，再经轴承室上的出油孔排出电主轴；后轴承室内的轴承前后也设计有四个回油孔，由一个汇油槽联通，后轴承室内的润滑油经回油孔进入回油路104，汇集于后轴承室的汇油槽中，经壳体后端盖的出油孔排出电主轴。

进一步，所述精确供油的油气润滑高速电主轴在壳体后盖与壳体、壳体与前轴承室、前轴承室与轴承外隔垫、壳体后盖与后轴承室、后轴承室与轴承外隔垫连接处设置密封圈。

进一步，所述环形冷却槽至少设置三个，其中至少一个环形冷却槽设置于前轴承室内，至少两个环形冷却槽设置于壳体内。前轴承室内的环形冷却槽由轴承室内套和轴承室外套热装组成，壳体内的环形冷却槽由水套和壳体上的环形槽组成，壳体内的两个环形冷却槽在电主轴顶部设计有通孔。

本实用新型的有益效果是：通过对各轴承设计独立的润滑油路、润滑喷嘴，实现各轴承单独供油，保证各轴承润滑供油的精确性，并可对不同轴承采用不同的供油参数；同时在各轴承前、后侧设计回油路，防止轴承内部出现存油，实现轴承回油的可靠性，从而实现轴承供油量的精确控制，提高了轴承的润滑性能，可进一步提高电主轴的极限转速。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实用新型公开的电主轴端面视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图1的C-C剖视图。

其中：1-芯轴；2-前轴承；3-前轴承外隔垫；4-前轴承室；5-壳体；6-定子；7-水套；8-转子；9-后轴承室；10-后轴承外隔垫；11-后轴承；12-前轴承内隔垫；13-后轴承内隔垫；101-第一油气润滑油路；102-第四油气润滑油路；103-前轴承室回油路；104-后轴承室回油路；105-第二油气润滑油路；106-第三油气润滑油路；107-冷却液入口管路；108-冷却液出口管路；109-第一环形冷却槽；110-第二环形冷却槽；111-第三环形冷却槽；112-冷却槽通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得 的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合图1、2、3、4及具体实施实例，对本实用新型作进一步描述：

本实用新型的电主轴包括芯轴1、前轴承2、前轴承室4、壳体5、定子6、水套7、转子8、后轴承室9、后轴承10等。前、后轴承室通过壳体5相连，壳体内固定有定子6，与定子相匹配的转子8固定在芯轴1上。前、后轴承室内部分别串联两个轴承，相邻轴承间安装轴承内隔垫12、13和轴承外隔垫3、10，轴承间通过轴承内隔垫12、13以及轴承外隔垫3、10分离，前、后轴承支撑芯轴1。

壳体后盖上设置有4个油气进口、1个油气出口，前轴承室设置有1个油气出口。4个油气进口分别对应4个油气润滑油路。前轴承的润滑通过第一油气润滑油路101，和第二油气润滑油路105实现。第一油气润滑油路位于截面A-A，润滑油气由壳体后端进入电主轴，经壳体，前轴承室，进入轴承外隔垫中的喷嘴，喷入轴承实现润滑。第二油气润滑油路位于截面B-B上，润滑油气由壳体后端进入电主轴，经壳体，前轴承室，从前轴承室内的喷嘴进入轴承，实现轴承润滑。为后轴承供油的第三、第四润滑油路设计与前轴承类似。第三油气润滑油路106位于截面B-B，润滑油气经壳体后盖进入电主轴，经后轴承室，通过后轴承室内的喷嘴喷入轴承。第四油气润滑油路102位于A-A截面，润滑油气经壳体后盖进入电主轴，经后轴承室，进入后轴承外隔垫，通过后轴承外隔垫内的喷嘴喷入轴承，实现轴承润滑。

所述油气润滑油路在壳体后盖与壳体、壳体与前轴承室、前轴承室与轴承外隔垫、壳体后盖与后轴承室、后轴承室与轴承外隔垫连接处设置密封圈。前轴承室内两轴承均设置单独的油气润滑油路，两条油气润滑油路分别位于过电主轴中心线相隔30°的剖面上；后轴承室内两轴承也设置单独的油气润滑油路，油气润滑油路分别位于过电主轴中心线相隔30°的剖面上。

电主轴内各轴承均有单独的供油油路，各供油油路互不连通，结构上相互独立，避免了油路间的相互干扰，提高了油气润滑供油的精确性，且可依据轴承工况对各轴承润滑参数进行调整。

前轴承室内设置有收集润滑油的前轴承室的4条回油路103，前轴承室内设置有4个回油孔，分别位于2个轴承的前后，4个回油孔由一个汇油槽连通，前轴承室内的润滑油经回油孔进入回油路103，汇集于前轴承室的汇油槽中，再经轴承室上的出油孔排出电主轴。后轴承室内设置有收集润滑油的前轴承室的4条回油路104，后轴承室内的轴承前后 也设计有4个回油孔，由一个汇油槽连通，后轴承室内的润滑油经回油孔进入回油路104，汇集于后轴承室的汇油槽中，经壳体后端盖的出油孔排出电主轴。该回油路设计保证轴承室内无存油，防止轴承出现过量润滑现象，提高油气润滑供油精确性。

电主轴内有3个环形冷却槽，前轴承室内有冷却槽111，壳体内有两个环形冷却槽110和109。第三环形冷却槽111由轴承室内套和轴承室外套热装组成，第二环形冷却槽110和第一环形冷却槽109由水套和壳体上的环形槽组成，第二环形冷却槽110和第一环形冷却槽109在电主轴顶部设计有通孔112。冷却液进口及出口各对应一条贯通壳体的冷却管路，冷却管路将壳体内部及前轴承室内的环形冷却槽连通。冷却液经冷却液入口管路107进入第一环形冷却槽109，当第一环形冷却槽109内充满冷却液后，冷却液经环形冷却槽通孔112进入第二环形冷却槽110，冷却液再经与环形槽相通的冷却管路进入第三环形冷却槽111，第三环形冷却槽111入口与出口间设计有隔板，冷却液充满第三环形冷却槽111后经冷却液出口管路108离开电主轴。冷却液可循环利用，冷却液为水。