[实用新型]一种电主轴内螺旋槽冷却通道结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械工程领域，具体是一种电主轴内螺旋槽冷却通道结构。该机构采用冷却介质通过带有螺旋结构的空心外套及定子薄壁密封导热套构成的通道，实现高效散热。

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。电主轴在工作时，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和高速旋转的轴承会产生大量的热量，如果不能及时散热，不但会产生急剧的温升和热变形，影响电主轴所能达到的最高转速、工作精度和可靠性，还会导致轴承的损坏，因此需要在加工过程中对电主轴进行冷却。现有的冷却形式大都采用水泵将冷却水泵入主轴外壳的循环水路中，从而将热量带走，维持加工过程的主轴温度稳定。现有技术通常是直接在固定定子的定子外壳的外壁上加工出螺旋水槽，同时定子外壳与其它零件的连接，在定子外壳相应位置加工螺纹孔。该技术存在以下缺点：(1)定子外壳比较厚，且定子外壳钢材的导热系数较低，不能充分的将电主轴内部的热量传导出来；(2)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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种电主轴内螺旋槽冷却通道结构，实现电主轴运转过程中热量的快速散发。本实用新型通过如下技术方案实现：

所述电主轴包括一个转子11、一个定子10、一个定子薄壁密封导热套9、一个空心外套8，其中转子11位于电主轴中心，定子10环绕转子11并与转子11有一定间隙，定子薄壁密封导热套9包容于定子10外表面，空心外套8用来固定轴承及定子密封导热套9。所述空心外套8的内圆表面上加工出单螺旋或双螺旋结构的内螺纹，定子薄壁密封导热套9的内圆表面与定子外圆表面之间填充有传热介质，所述空心外套8的内螺纹与定子密封导热套组合成螺旋槽，螺旋槽具有入口和出口，冷却水、气体、或其他介质可经入口流过该螺旋槽，从出口带走电主轴高速转动时轴承及定子线圈产生的热量。

上述的电主轴内螺旋槽冷却通道结构中，所述电主轴的定子薄壁密封导热套9为采用铜、铜合金、铝或铝合金、金刚石类材料，镁、氧化镁或镁合金材料，氮化铝，热塑性导热树脂和热固性导热树脂，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、纤维填充型导热塑料材料制成的薄壁圆管材，通过焊接或粘接的方法与所述定子10固定为一体。

上述的电主轴内螺旋槽冷却通道结构中，所述所述定子薄壁密封导热套9的外圆表面与所述空心外套8内圆表面采用过盈配合固定为一体。

上述的电主轴内螺旋槽冷却通道结构中，所述螺旋槽横截面为半圆形、圆弧形、矩形、三角形或梯形。

上述的电主轴内螺旋槽冷却通道结构中，所述定子薄壁密封导热套9的外圆表面加工成螺纹状粗糙外表面，该粗糙外表面螺纹特点与内螺纹在结构、方向、螺距、螺纹宽度上一致，以增加传热表面积。

上述的电主轴内螺旋槽冷却通道结构中，所述定子薄壁密封导热套9的外圆表面与冷却介质接触部分为粗糙外表面。

上述的电主轴内螺旋槽冷却通道结构中，所述冷却介质的入口与出口均设定在电主轴的后端或前端，所述内螺纹为双螺旋结构。

上述的电主轴内螺旋槽冷却通道结构中，所述冷却介质的入口与出口分别设定在电主轴的两端，所述内螺纹为单螺旋结构。

上述的电主轴内螺旋槽冷却通道结构中，所述定子薄壁密封导热套9的两端与空心外套之间采用密封圈20密封。

本实用新型的新型电主轴内螺旋槽冷却通道结构由定子薄壁密封导热套，空心外套，进水口，出水口组成。定子薄壁密封导热套为一薄壁圆筒，与固定好的定子外壁采用焊接或粘接的方法紧密固定；定子薄壁密封导热套伸出定子外壳的两端一定长度，用来定位定子铁心与螺旋槽的位置。定子线圈产生的热量经过定子薄壁密封导热套被冷却介质迅速带走，定子薄壁密封导热套选用导热效率高的材料。

本实用新型中的空心外套内表面加工出螺旋槽，根据冷却介质的进出口位置，可以选用单螺旋槽形式(入口与出口位于螺旋槽不同端)或双螺旋槽形式(入口与出口均位于同端)。空心外套的前后位置可以加工出相应的螺纹孔，定位与主轴相连接的前后端盖等零部件。

定子薄壁密封导热套与空心外套采用过盈配合的连接形式。空心外套上的螺旋槽与定子薄壁密封导热套形成了冷却介质循环回路，两端采用密封圈密封，有效避免冷却介质的泄露。

本实用新型与现有技术相比有如下优点：

1.定子薄壁密封导热套厚度薄，散热快捷。

2.定子薄壁密封导热套与定子之间填充高传热率的介质，消除配合间隙，提高导热性能。