车削液体静压电主轴

技术领域

本发明涉及一种车削液体静压电主轴。

背景技术

目前，电主轴是将机床主轴与电机融为一体的新技术，在现有的电主轴中，通常将电机设置在两个轴承之间，这种布置方式使电主轴的结构变得复杂，当所述电机因故障需要维修时，需要将电主轴整个拆解，增加了拆装维修的难度，浪费了拆装的时间，进而增加了时间成本和人工成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种车削液体静压电主轴，它能够降低拆装的难度，节省拆装的时间，能够降低时间成本和人工成本。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种车削液体静压电主轴，它包括：

主轴箱；

至少一个轴承，所述轴承连接在所述主轴箱中；

轴芯，所述轴芯的前端部旋转连接在所述轴承中，所述轴芯的外周部与所述轴承之间设有油腔；

供油系统，所述供油系统与所述油腔连通并适于向所述油腔中注入一定压力的油液以使所述轴芯在所述轴承中浮起；

电机装置，所述电机装置与所述轴芯的后端部相连并适于当所述油腔中注入油液后动作以驱动所述轴芯在所述轴承中旋转。

进一步提供一种所述供油系统的具体结构，所述供油系统包括：

设于所述主轴箱中的供油管路；

与所述轴承对应并设于对应的轴承中的进油管路，所述进油管路的一端部与所述供油管路相连通，所述进油管路的另一端部与对应的所述油腔相连通；

与所述供油管路相连的油泵，所述油泵适于将油液泵入所述供油管路中进而泵入所述油腔中。

进一步为了循环利用所述油液，所述主轴箱中设有用于回收从所述油腔中漏出的油液的回收腔；

所述油泵的进油口与所述回收腔相连；

所述油泵的出油口与所述供油管路相连。

进一步为了检测所述油腔中的油压，所述轴承中设有与所述油腔连通并适于安装压力表的压力检测孔。

进一步提供一种所述电机装置的具体结构，所述轴承设有两个，其中一个为安装在所述主轴箱的前端部上的前轴承，另一个为安装在所述主轴箱的后端部上的后轴承；

所述电机装置包括外套、定子和转子；其中，

所述外套连接在所述后轴承上并套于所述轴芯的后端部的外侧；

所述定子安装在所述外套和所述轴芯之间并连接在所述外套上；

所述转子安装在所述定子和所述轴芯之间并连接在所述轴芯的后端部上。

进一步为了提高冷却效果，所述定子的外周部与所述外套之间设有螺旋冷却槽；

所述外套上设有与所述螺旋冷却槽的一端部连通的冷却进口以及与所述螺旋冷却槽的另一端部连通的冷却出口。

进一步为了读取轴芯的转速，所述轴芯上直接或间接的连接有磁栅鼓；

所述定子上直接或间接的连接有适于与所述磁栅鼓配合以读取所述轴芯的转速的读数头。

进一步，所述外套上还连接有后端盖，所述后端盖中设有安装腔，所述磁栅鼓和所述读数头均位于所述安装腔中；

和/或所述轴芯上连接有适于调节所述轴芯旋转时的平衡等级的动平衡环。

进一步为了提高密封性能，所述后端盖上设有与所述轴芯适配的轴孔，所述轴孔与所述轴芯之间配合形成有后密封间隙；

所述前轴承与所述轴芯之间配合形成有前密封间隙；

所述后端盖上还设有与所述后密封间隙连通的进气孔，所述进气孔还通过气体管路与所述前密封间隙连通，所述进气口适于接入气体以在所述前密封间隙和所述后密封间隙中形成气密封；

所述后密封间隙中还安装有密封环。

进一步为了限定所述轴芯的轴向位置，所述前轴承包括配合连接在所述主轴箱中的前轴向部和连接在所述前轴向部的前端部上并向外延伸的前径向部；

所述后轴承包括配合连接在所述主轴箱中的后轴向部和连接在所述后轴向部的后端部上并向外延伸的后径向部；

所述轴芯上设有位于所述前轴向部和所述后轴向部之间的凸台部，所述凸台部用于与所述前轴向部和所述后轴向部配合以限定所述轴芯的轴向位置；

所述主轴箱与所述前径向部之间和/或所述主轴箱与所述后径向部之间安装有适于调节所述前轴承和所述后轴承之间在所述轴芯的轴向上的间距的调整垫。

采用了上述技术方案后，所述供油系统向所述油腔中注入一定压力的油液，当所述油腔内油液的压力所形成的合成液压力与所述轴芯上的载荷平衡时，所述轴芯沿其径向在所述轴承中浮起；然后所述所述电机装置驱动所述轴芯在所述轴承中旋转。其中，所述电机装置与所述轴芯的后端部连接，所述轴承与所述轴芯的前端部连接，当所述电机装置故障需要维修时，只需直接拆解所述电机装置即可，而不用拆卸所述轴承，降低了拆装维修的难度，节省了拆装时间，节约了时间成本，还节省了人工成本。

附图说明

图1为本发明的车削液体静压电主轴的结构示意图一；

图2为本发明的车削液体静压电主轴的结构示意图二；

图3为本发明的轴承的结构示意图；

图4为本发明的后端盖的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1、2所示，一种车削液体静压电主轴，它包括：

主轴箱1；

至少一个轴承2，所述轴承2连接在所述主轴箱1中；

轴芯3，所述轴芯3的前端部旋转连接在所述轴承2中，所述轴芯3的外周部与所述轴承2之间设有油腔4；

供油系统，所述供油系统与所述油腔4连通并适于向所述油腔4中注入一定压力的油液以使所述轴芯3在所述轴承2中浮起；具体的，当所述油腔4内油液的压力所形成的合成液压力与所述轴芯3上的载荷平衡时，所述轴芯3沿其径向在所述轴承2中浮起；

电机装置100，所述电机装置100与所述轴芯3的后端部相连并适于当所述油腔4中注入油液后动作以驱动所述轴芯3在所述轴承2中旋转；具体的，所述电机装置100与所述轴芯3的后端部连接，所述轴承2与所述轴芯3的前端部连接，当所述电机装置100故障需要维修时，只需直接拆解所述电机装置100即可，而不用拆卸所述轴承2，降低了拆装维修的难度，节省了拆装时间，节约了时间成本，还节省了人工成本。进一步具体的，当所述供油系统尚未工作时，所述油腔4内没有油液，此时所述电机装置100不许启动。

如图1所示，所述供油系统例如但不限于以下结构，它包括：

设于所述主轴箱1中的供油管路5；

与所述轴承2对应并设于对应的轴承2中的进油管路6，所述进油管路6的一端部与所述供油管路5相连通，所述进油管路6的另一端部与对应的所述油腔4相连通；

与所述供油管路5相连的油泵7，所述油泵7适于将油液泵入所述供油管路5中进而泵入所述油腔4中，以在所述油腔4中形成一定油压，进而使所述轴芯3浮起；具体的，所述进油管路6与所述轴承2一一对应。

如图1、2所示，所述主轴箱1中可以设有用于回收从所述油腔4中漏出的油液的回收腔8；

所述油泵7的进油口与所述回收腔8相连；

所述油泵7的出油口与所述供油管路5相连；具体的，所述油泵7的出油口通过输油管与所述供油管路5相连，所述输油管中连接有过滤器以便过滤掉油液中的杂质，以保证油液干净。

进一步具体的，所述轴芯3与所述轴承2旋转配合后形成有位于所述轴承2和所述轴芯3之间的油腔4以及位于所述轴承2和所述轴芯3之间且位于所述油腔4四周的封油面，所述油腔4中的油液从所述封油面中流出后流至所述回收腔8中，由于所述封油面的微小间隙的阻尼作用，油液从所述封油面流出时受到很大的阻力，使所述油腔4中的油液继续保持一定压力，从而能将所述轴芯3浮起。其中，所述封油面为液体静压轴承2和动静压轴承2中环绕油腔4的工作表面，所述封油面为现有概念。

如图3所示，所述轴承2中设有与所述油腔4连通并适于安装压力表的压力检测孔9，以便通过所述压力表检测油腔4中的油压。

如图1、2所示，所述轴承2可以设有两个，其中一个为安装在所述主轴箱1的前端部上的前轴承10，另一个为安装在所述主轴箱1的后端部上的后轴承11；

所述电机装置100例如但不限于以下结构，它包括外套12、定子13和转子14；其中，

所述外套12连接在所述后轴承11上并套于所述轴芯3的后端部的外侧；

所述定子13安装在所述外套12和所述轴芯3之间并连接在所述外套12上；

所述转子14安装在所述定子13和所述轴芯3之间并连接在所述轴芯3的后端部上。

如图1、2所示，所述定子13的外周部与所述外套12之间可以设有螺旋冷却槽15；

所述外套12上设有与所述螺旋冷却槽15的一端部连通的冷却进口16以及与所述螺旋冷却槽15的另一端部连通的冷却出口17，以便对所述电机装置进行冷却降温。

如图2所示，所述轴芯3上直接或间接的连接有磁栅鼓18；

所述定子13上直接或间接的连接有适于与所述磁栅鼓18配合以读取所述轴芯3的转速的读数头19；在本实施例中，所述轴芯3上安装有磁栅安装隔圈20，所述磁栅鼓18连接在所述磁栅安装隔圈20上，所述定子13上安装有连接板21，所述读数头19连接在所述连接板21上；具体的，所述磁栅鼓18和所述读数头19的具体结构均为本领域技术人员熟知的现有技术，本实施例中不作具体赘述。

如图1、2、4所示，所述外套12上还连接有后端盖22，所述后端盖22中设有安装腔23，所述磁栅鼓18和所述读数头19均位于所述安装腔23中；

所述轴芯3上连接有适于调节所述轴芯3旋转时的平衡等级的动平衡环24；具体的，所述后端盖22上还设有编码器出线孔43和电机出线孔44。

如图2所示，所述后端盖22上可以设有与所述轴芯3适配的轴孔25，所述轴孔25与所述轴芯3之间配合形成有后密封间隙26；

所述前轴承10与所述轴芯3之间配合形成有前密封间隙27；

所述后端盖22上还设有与所述后密封间隙26连通的进气孔28，所述进气孔28还通过气体管路与所述前密封间隙27连通，所述进气口适于接入气体以在所述前密封间隙27和所述后密封间隙26中形成气密封，以便隔绝所述车削液体静压电主轴的内外环境，使外部的杂质不易进入所述车削液体静压电主轴的内部，使内部的液体不易泄漏到外部；所述后密封间隙26中还安装有密封环。

如图1、2所示，所述前轴承10可以包括配合连接在所述主轴箱1中的前轴向部29和连接在所述前轴向部29的前端部上并向外延伸的前径向部30；

所述后轴承11可以包括配合连接在所述主轴箱1中的后轴向部31和连接在所述后轴向部31的后端部上并向外延伸的后径向部32；

所述轴芯3上设有位于所述前轴向部29和所述后轴向部31之间的凸台部33，所述凸台部33用于与所述前轴向部29和所述后轴向部31配合以限定所述轴芯3的轴向位置；

所述主轴箱1与所述前径向部30之间和/或所述主轴箱1与所述后径向部32之间安装有适于调节所述前轴承10和所述后轴承11之间在所述轴芯3的轴向上的间距的调整垫34；具体的，通过调节所述前轴承10与所述后轴承11之间的间距，能够调节所述前轴向部29和所述后轴向部31之间的间距，进而能够调节所述凸台部33与所述前轴向部29之间的端面间隙以及所述凸台部33与所述后轴向部31之间的端面间隙。

在本实施例中，所述调整垫34设于所述主轴箱1和所述后径向部32之间，所述气体管路包括设于所述后端盖22中的第一管路35、设于所述外套12中的第二管路36、设于所述后径向部32中的第三管路37、设于所述调整垫34中的第四管路38、设于所述主轴箱1中的第五管路39和设于所述前径向部30中的第六管路40，所述第一管路35、第二管路36、第三管路37、第四管路38、第五管路39和第六管路40首尾相连后形成所述气体管路。

在本实施例中，所述车削液体静压电主轴还包括套接在所述轴芯3上并与所述前径向部30相抵的前端盖41，以及连接在所述轴芯3上并适于将所述前端盖41限制在所述轴芯3上以防止所述前端盖41脱落的过渡法兰42。

本发明的工作原理如下：

所述供油系统向所述油腔4中注入一定压力的油液，当所述油腔4内油液的压力所形成的合成液压力与所述轴芯3上的载荷平衡时，所述轴芯3沿其径向在所述轴承2中浮起；然后所述所述电机装置100驱动所述轴芯3在所述轴承2中旋转。其中，所述电机装置100与所述轴芯3的后端部连接，所述轴承2与所述轴芯3的前端部连接，当所述电机装置100故障需要维修时，只需直接拆解所述电机装置100即可，而不用拆卸所述轴承2，降低了拆装维修的难度，节省了拆装时间，节约了时间成本，还节省了人工成本。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。