[发明专利]一种具有复合定子结构的电主轴

说明书

技术领域

本发明涉及电主轴技术领域，具体是具有高效散热特性复合定子结构的电主轴。

背景技术

电主轴技术将电机集成在主轴单元中，实现高速旋转。电主轴高速运转时由于定子的电涡流、内部的高速气流、以及轴承会产生大量热量，如果不及时散热，不但会引起主轴温升，影响电主轴的精度，还会导致轴承的损坏。因此必须采取有效的冷却措施。现有的冷却形式大都采用泵将冷却介质泵入主轴外壳的循环水路中，将热量带走，维持加工过程的主轴温度稳定。现有技术通常在电主轴定子的外面套一个定子外壳，定子外壳的外表面再套主轴外壳。将电主轴的定子与定子外壳采用过盈配合安装，并在定子外壳的外圆表面上加工出螺旋水槽，通过与主轴外壳内圆表面的配合形成冷却介质通道。该技术存在以下缺点：(1)电主轴定子与定子外壳的配合存在间隙，由于空气的导热系数低，阻碍了电主轴内部热量向外传导；(2)定子外壳不能充分的将电主轴内部的热量传导出来。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种具有复合定子结构的电主轴。该电主轴结构简单，散热效果好。本发明通过如下技术方案实现：

一种具有复合定子结构的电主轴，包括一个套在电主轴复合定子外表面的电主轴外壳、若干组电主轴定子线圈和一个位于电主轴旋转中心的转子轴，其特征在于还包括一个环绕电主轴转子轴并与电主轴转子轴有间隙的电主轴复合定子，复合定子由定子导热套和定子两部分组成，转子轴由主轴和电主轴内置电机转子组成。

上述的具有复合定子结构的电主轴中，所述定子导热套采用具有导热系数为0.5-1800w/(m.k)的材料，将该材料加热熔化后采用压铸、浇铸或注塑工艺与定子外圆表面紧密结合为一体，定子与定子导热套形成具有导磁功能及导热功能的复合定子，在定子导热套的外圆表面上形成螺旋形的具有高导热特性的外圆表面沟道；电主轴外壳的内圆表面与电主轴复合定子的外圆表面紧密结合，复合定子两端用密封圈密封，电主轴复合定子的外圆表面沟道与电主轴外套的内圆表面形成冷却通道，冷却介质通过冷却通道，带走电主轴高速转动时产生的热量。

上述的具有复合定子结构的电主轴中，所述定子导热套的材料是指银、银合金、铝、铝化合物或铝合金、铜或铜合金、金刚石类、镁、氧化镁或镁合金、氮化铝、热塑性导热树脂或热固性导热树脂。

上述的具有复合定子结构的电主轴中，所述定子导热套采用金属填充型、金属氧化物填充型、金属氮化物填充型、无机非金属填充型或纤维填充型导热塑料。

上述的具有复合定子结构的电主轴中，定子导热套采用所述材料压铸、浇铸或注塑与定子外圆表面紧密结合为一体，与定子外圆紧密相连，且具有壁厚为1毫米至50毫米。

上述的具有复合定子结构的电主轴中，所述定子的材料是具有导磁特性的材料，材料是硅钢片、软磁复合材料、稀土合金材料、氧化铁或永久磁钢。

上述的具有复合定子结构的电主轴中，定子导热套外圆表面具有螺旋形沟道，螺旋形沟道的横截面为半圆形、圆弧形、矩形、三角形或梯形，螺旋形沟道的表面为粗糙表面。

上述的具有复合定子结构的电主轴中，所述的定子导热套前后两端具有螺纹孔，用于安装电主轴的前后端盖。

上述的具有复合定子结构的电主轴中，所述外壳为一薄壁套筒，其内圆表面与定子导热套的外圆表面经装配后结合在一起，采用压配合、加热电主轴外壳后热涨配合或采用焊接或粘接的方式与定子导热套的外圆面固定为一体。

本发明与现有技术相比有如下优点：

1.采用压铸、浇铸、或注塑工艺将具有导热系数为0.5-1800w/(m.k)的材料与定子外圆表面紧密结合为一体，并在成形模具内腔的作用下，冷却成形后形成一个与定子外圆紧密相连的且具有壁厚为0.2-30毫米的定子导热套，提高散热效果。

2.定子导热套与定子外圆表面紧密结合为一体，构成具有高效散热特性的复合定子。

3.电主轴的定子与定子导热套采用压铸、浇铸、或注塑工艺形成复合定子，结构紧密，减小配合间隙，提高导热性能。

4.定子导热套表面经某种工艺加工后获得具有某种纹路的粗糙表面，增大了与冷却介质接触面积，利于快速传导热量。

附图说明