本發(fā)明涉及電機軸領(lǐng)域，特別涉及到一種穩(wěn)定的電主軸結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著電氣傳動技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動機矢量控制技術(shù)等）的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機床主軸由內(nèi)裝式電動機直接驅(qū)動，從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現(xiàn)了機床的“零傳動”。這種主軸電動機與機床主軸“合二為一”的傳動結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機床的傳動系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對獨立出來，因此可做成電主軸。由于電主軸在工作時需要大量摩擦產(chǎn)生熱量，其降溫冷卻成為了重點解決的問題之一，現(xiàn)有的冷卻液的使用與主軸接觸面小，且冷卻液流動性沒法保證，同時，軸心需要前后軸承進行定位，但該定位依然不夠穩(wěn)定，而且在與冷卻液相配合時會發(fā)生接觸不充分的問題，致使電主軸的線圈在工作時產(chǎn)生大量的熱量無法疏散，線圈在散熱方面效果有待提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可在工作過程中有效降溫且保持穩(wěn)定性能的電主軸。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

高穩(wěn)定性的氣浮電主軸，其依次從外到內(nèi)包括電機外殼、主軸本體、定子和軸芯，所述的軸芯尾部連接電機組件；在所述的軸芯和主軸本體之間設(shè)置的多節(jié)的培林，所述的培林包括設(shè)置于軸芯前端部軸頭處的推培林、軸芯后端部與定子之間設(shè)置的后培林和軸芯中前部與定子之間設(shè)置的中培林；所述的中培林包括前部和后部；所述的主軸本體表面設(shè)置冷卻通槽和連通培林的冷卻液流通孔；所述的主軸本體內(nèi)還設(shè)置主氣路，所述多節(jié)的培林設(shè)置與主氣路連通的氣路環(huán)槽。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的中培林包括側(cè)面兩組支撐結(jié)構(gòu)，分別組成前部和后部，所述的前部表面設(shè)前循環(huán)水槽，所述的后部設(shè)置后循環(huán)水槽。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的后培林設(shè)置后培林循環(huán)水槽。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的定子設(shè)置于軸芯外側(cè)并且位于軸芯中后部位置。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的冷卻液流通孔包括與冷卻通槽、中培林及后培林外表面相連通的第三出液口、第三進液口、第一出液口、第一進液口、第二出液口和第二進液口。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，還有包括若干節(jié)點進氣口，所述的推培林與主氣路之間設(shè)置連通的第一節(jié)點進氣口、所述的中培林的中部設(shè)置與主氣路連通的第二節(jié)點進氣口、所述的后培林設(shè)置與主氣路連通的第三節(jié)點進氣口。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的軸芯包括所述的軸頭、鎖定于軸頭內(nèi)的刀具、與軸頭相互嵌合的軸件。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的軸頭內(nèi)依次設(shè)置夾頭、彈簧組件和軸霸鎖定所述刀具，并且軸件內(nèi)設(shè)置一軸向的頂桿，所述的頂桿通過一連接件固定于所述電機組件的電機后座內(nèi)。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的軸頭前端內(nèi)部設(shè)置錐面，彈簧夾頭為標準夾頭，所述的彈簧夾頭固定所述的刀具，所述的彈簧夾頭與所述的錐面配合；所述的軸頭前端外部設(shè)置外螺紋，通過一螺母與所述的外螺紋旋合鎖定彈簧夾頭。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，其還包括接入導(dǎo)線的主線口、通入冷卻液的冷卻液端出口、冷卻液端入口以及接入氣源的主氣源接口。

本發(fā)明的有益效果是：在主軸本體上除了設(shè)計為推培林、后培林以外，還在中部設(shè)置中培林，該中培林能夠在軸心轉(zhuǎn)動過程中，有效地與推培林、后培林相配合，使轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動更為平穩(wěn)，且可有效地降低后端軸心的偏擺現(xiàn)象。同時，增加冷卻液端入口管，該入口管通入冷卻液，可以向通槽的冷卻液處進行推壓，從而促進冷卻液的充分流動，其配合多氣孔進氣的方式通氣，使高速旋轉(zhuǎn)下的軸承冷卻效果更為有效，該方案的通槽采用螺旋式結(jié)構(gòu)設(shè)計，可通冷卻液至主軸本體內(nèi)且充分接觸，配合通氣孔通入培林內(nèi)，對于降低線圈的發(fā)熱，具有明顯的減緩作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明主軸軸芯采用后拉式夾頭形式的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為顯示通槽處結(jié)構(gòu)的電主軸整體示意圖；

圖3為圖1主軸顯示通氣空氣培林支撐軸芯的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1主軸顯示通氣空氣培林主氣路的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3中采用后拉式夾頭形式的主軸軸芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖3中a處的局部放大圖；

圖7為主軸軸芯采用彈簧鎖嘴螺母直鎖形式的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖7采用彈簧鎖嘴螺母直鎖形式的主軸軸芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.電機外殼；11.主線口；12.冷卻液端出口；13.冷卻液端入口；14.主氣源接口;2.主軸本體；21.第三出液口；22.第三進液口；23.第一出液口；24.第一進液口；25.第二出液口；26.第二進液口；27.冷卻通槽；28、本體通孔；3.定子；4.軸芯；41.軸頭；42.刀具；43.夾頭；431、彈簧夾頭；432、錐面；433、螺母；44.彈片組件；45.軸霸；46.頂桿；47.軸件；48.柱塞；49.階梯平臺；5.電機組件；51.電機后座；52.氣缸進氣接頭；53.連接件；54.螺母；55.氣缸活動板；56.氣缸隔環(huán)；57.氣缸回位彈簧6.推培林；7.中培林；71.前部；72.后部；73.前循環(huán)水槽；74.后循環(huán)水槽；8.后培林；81.后培林循環(huán)水槽；9.主氣路；91.第一節(jié)點進氣口；92.第二節(jié)點進氣口；93.第三節(jié)點進氣口；10.氣路環(huán)槽；101.第一吹氣支撐；102.第二吹氣支撐；103.第三吹氣支撐；104.第四吹氣支撐。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步說明：

以下實施例中所提到的方向用語，例如“上、下、左、右”僅是參考附圖的方向，因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。

如圖1-8所示，高穩(wěn)定性的氣浮電主軸，其依次從外到內(nèi)包括電機外殼1、主軸本體2、定子3和軸芯4，所述的軸芯尾部連接電機組件5；在所述的軸芯和主軸本體2之間設(shè)置的多節(jié)的培林，所述的培林包括設(shè)置于軸芯4前端部軸頭41處的推培林6、軸芯4后端部與定子3之間設(shè)置的后培林8和軸芯4中前部與定子3之間設(shè)置的中培林7；所述的中培林包括前部和后部；所述的主軸本體2表面設(shè)置冷卻通槽和連通培林的冷卻液流通孔；所述的主軸本體2內(nèi)還設(shè)置主氣路9，所述多節(jié)的培林設(shè)置與主氣路9連通的氣路環(huán)槽10。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的冷卻液流通孔包括與冷卻通槽27、中培林及后培林外表面相連通的第三出液口21、第三進液口22、第一出液口23、第一進液口24、第二出液口25和第二進液口26。該氣浮電主軸還設(shè)有冷卻液端入口13、冷卻液端出口12，其分別位于電主軸的后方且與所述冷卻通槽27相接通，該入口與出口用以進出冷卻液，以有效利用導(dǎo)入的水流帶動冷卻液向多節(jié)培林內(nèi)流動，使冷卻液的流動更加充分，通過冷卻液端出口12與冷卻液端入口13的配合，可以達到冷卻液的封閉式循環(huán)使用，而新穎的水路冷卻結(jié)構(gòu)，通過采用螺紋狀的水路繞多個培林流動，可以大大地增大水與培林之間的接觸面積，提高冷卻效果，同時通過這個系統(tǒng)更利于進行產(chǎn)品加工，提高工作效率。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的中培林7包括側(cè)面兩組支撐結(jié)構(gòu)，分別組成前部71和后部72，所述的前部71表面設(shè)前循環(huán)水槽73，所述的后部72設(shè)置后循環(huán)水槽74。而所述后培林8則設(shè)置有后培林循環(huán)水槽81。

現(xiàn)將本方案中的冷卻過程說明如下：冷卻液先從電機后座51通過冷卻液端入口13進入主軸本體2，直接進入本體通孔28，由本體2中的冷卻通槽27向下循環(huán)至本體2的第一進液口24，在中培林的前部71的前循環(huán)水槽73繞轉(zhuǎn)一圈從主軸本體2的第一出液口23流出，經(jīng)由本體2的冷卻通槽27向上至本體2的第二進液口26，在中培林后部72的后循環(huán)水槽74繞轉(zhuǎn)一圈從主軸本體2的第二出液口25流出，再經(jīng)由本體2的冷卻通槽27向上循環(huán)至本體2的第三進液口22，在后培林循環(huán)水槽81繞轉(zhuǎn)一圈從主軸本體2第三出液口21流出，再經(jīng)本體2流入電機后座51從冷卻液端出口12流出。冷卻液直接接觸相應(yīng)的培林內(nèi)部冷卻槽，使該冷卻效果更為有效，可降低線圈和培林的發(fā)熱溫度。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，還包括若干節(jié)點進氣口，所述的推培林與主氣路9之間設(shè)置連通的第一節(jié)點進氣口91，所述的中培林的中部設(shè)置與主氣路9連通的第二節(jié)點進氣口92，所述的后培林設(shè)置與主氣路9連通的第三節(jié)點進氣口93。主氣路9與主氣源接口14相接通，由主氣源接口14通入高壓氣源，并依次通過各節(jié)點進氣口而進入到各培林的外表面。通入的高壓氣源在各培林與軸芯4的相對面之間可形成氣膜，由于氣膜是由貫穿軸承的、始終如一的空氣流提供的，使軸芯即轉(zhuǎn)子能夠處于懸浮狀態(tài)運轉(zhuǎn)時候不會與任何配件接觸，給定子符合要求的三相交流電源，使用其產(chǎn)生磁場，在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子進行高速轉(zhuǎn)動。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的定子3設(shè)置于軸芯4外側(cè)并且位于軸芯4中后部位置，電源線經(jīng)由主線口11通入而與定子3形成繞組。

作為對上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸的進一步描述，所述的軸芯4包括軸頭41、鎖定于軸頭41內(nèi)的刀具42、與軸頭41相互嵌合的軸件，該結(jié)構(gòu)中的軸頭包括凸出的環(huán)狀飛盤。軸芯4的其中一種結(jié)構(gòu)形式為利用夾頭后拉鎖螺母方式，該種結(jié)構(gòu)中自帶有氣缸組件，可實現(xiàn)自動換刀（參照圖3-5）：所述的軸頭41位置依次設(shè)置夾頭43、彈簧組件和軸霸45鎖定所述刀具42，軸頭前端部內(nèi)設(shè)置錐面432與夾頭43配合，并且軸件內(nèi)設(shè)置一軸向的頂桿46，所述的頂桿46通過一連接件53固定于所述電機組件后座51內(nèi)，以更有效地調(diào)整彈片組件44帶來的高度差異，控制氣缸完全頂出刀具，該連接件53與氣缸活動板55連接，并通過螺母54鎖定，具體地，氣缸活動板55與氣缸隔環(huán)56的中間空隙為氣缸頂出空間；在氣缸頂部的氣缸進氣接頭52接入一定的壓力空氣，氣缸的頂桿46推動軸霸45頂出夾頭43，夾頭43張開進行換刀，閉氣后氣缸回位彈簧57使頂桿46后退，頂桿46前頂面與軸霸45之間有一定的間隙，彈片組件44后退夾頭43再次夾緊刀具，優(yōu)選地該彈片組件44設(shè)有調(diào)整彈片，可以隨著軸頭41的工作而進行相應(yīng)調(diào)整；所述的軸頭41末端設(shè)有階梯平臺49，軸頭41固定于階梯平臺49上且外表面與階梯平臺49的上表面平齊，以往的飛盤與軸件一體，維修不便，通過飛盤與軸頭一體設(shè)計，通過階梯平臺49連接后，整體結(jié)構(gòu)保持一致的同時，能夠把軸頭部分單獨分離出來，這樣便于維修。

對于上述高穩(wěn)定性的氣浮電主軸，所述的軸芯4還具有另外一種結(jié)構(gòu)形式，即彈簧鎖嘴的形式（參照圖7-8）：其結(jié)構(gòu)與上述夾頭后拉鎖螺母的形式相近，所述的軸頭41末端設(shè)有階梯平臺49，所述軸件47固定于所述的階梯平臺49上，且軸件47外表面與階梯平臺49的上表面平齊。其還帶有一柱塞48，所述的軸頭41前端內(nèi)部設(shè)置錐面432，彈簧夾頭431為標準夾頭，所述的彈簧夾頭431固定所述的刀具42，所述的彈簧夾頭431與所述的錐面432配合；所述的軸頭41前端外部設(shè)置外螺紋，通過一螺母433與所述的外螺紋旋合鎖定彈簧夾頭432。利用該柱塞48可以有效地封閉軸頭41內(nèi)部，使其構(gòu)成了封閉空間，防止外部的灰塵進入，影響轉(zhuǎn)動的精度和穩(wěn)定性。該階梯平臺49的設(shè)置，使軸頭41與軸件平齊，其可以防止轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生局部偏高而使重心偏移的問題，整個軸芯4的轉(zhuǎn)動更加穩(wěn)定。

本方案中，軸芯4采用了前端飛盤設(shè)計，在飛盤前端設(shè)置推培林，后端設(shè)置中培林，而中培林前部的內(nèi)側(cè)面采用了雙組吹氣支撐，后部的內(nèi)側(cè)面同樣采用雙組吹氣支撐設(shè)計方案，配合后端增加的后培林，后培林內(nèi)側(cè)面同樣采用雙組吹氣支撐，其作為輔助作用，可以有效地促使軸芯4在進行高速運轉(zhuǎn)時，仍能保持既有的穩(wěn)定性。同時，培林上設(shè)有多個可通氣的吹氣支撐103（參照圖6）：在推培林的端面上均勻設(shè)置有8個第一吹氣支撐101，可通過外部氣源向內(nèi)進行吹氣；中培林與推培林的結(jié)構(gòu)相類似，其端面上同樣設(shè)置有8個均勻設(shè)置的第二吹氣支撐102，第一吹氣支撐101和第二吹氣支撐102分別位于軸芯4飛盤外側(cè)對軸芯4的飛盤進行軸向支撐，中培林的內(nèi)側(cè)面還設(shè)置有4組每排8個的第三吹氣支撐103；對于后培林，其也同時內(nèi)側(cè)面設(shè)置有2組每排8個的第四吹氣支撐104。上述每個培林設(shè)置的吹氣支撐均分別與氣路環(huán)槽10連通。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。