[实用新型]一种高速气浮电主轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及数控机床中的精密加工主轴，尤其涉及一种高速气浮电主轴。

背景技术

气浮主轴是利用高速气流在转轴和轴承之间形成一层薄薄的气膜，并以此作为润滑剂实现转轴高速转动的一种新型滑动轴承机构，其具有粘滞性小、耐高温、无污染的优点，因而被越来越多的应用在数控机床中，对各种零部件进行加工处理。一般的，这种主轴的转速极高、工作时间长，在这样的工作条件下，带来的问题就是机器发热严重，容易造成转轴和轴承变形，从而影响加工精度，降低主轴工作的稳定性，缩短其使用寿命。为此人们设计出带有水冷却系统的主轴，如中国专利申请号：200610124264的实用新型专利，公开了一种气浮高速电主轴，其在机体上设有水冷却系统，从而达到给转轴降温的效果。然而上述专利中使用的水冷却系统不能直接作用于转轴及轴承，其降温效率比较低；且该水冷却系统中的水通道比较复杂，难于加工，从而增加了制造成本。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高速气浮电主轴，其具有易加工、冷却效率高的特点，从而确保电主轴具有更好的稳定性及更高精度的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高速气浮电主轴，包括机体、定子、上气浮轴承、下气浮轴承、轴芯及定轴，所述定子固定于机体内部，上气浮轴承和下气浮轴承分别装设于定子的上下方，轴芯上固定有与定子相配合的转子，该轴芯穿设于定子、上气浮轴承和下气浮轴承形成的轴向通孔内，所述定轴穿设于轴芯内并固定于机体上；其中，所述机体、上气浮轴承和下气浮轴承上设有连通的输气通道，该输气通道用于在所述轴芯与上、下气浮轴承的接触面之间产生将该轴芯悬浮的气膜；所述定轴内设有贯穿定轴上下表面的冷却水通道，定轴的外表面与轴芯的内表面之间设有与该冷却水通道相连通的冷却间隙，该冷却间隙顶部封闭，下部开口。

进一步地，还包括设于下气浮轴承下方的推力轴承，所述轴芯下部侧壁向外凸设有环形支撑部，该支撑部伸入于下气浮轴承与推力轴承之间。

进一步地，所述输气通道包括设于机体侧壁内的主通道、设于上气浮轴承内部的上气浮通道、设于下气浮轴承内部的下气浮通道及设于推力轴承内部的推力气浮通道，该上气浮通道、下气浮通道和推力气浮通道均与主通道连通，且该上气浮通道、下气浮通道和推力气浮通道均设有通向轴芯外表面的阻尼孔。

进一步地，所述主通道分设于机体侧壁内并沿着轴向贯通机体；所述上气浮通道包括第一环形导气槽及分布于该第一环形导气槽圆周上的数个第一轴向导气管；所述下气浮通道包括第二环形导气槽及分布于该第二环形导气槽圆周上的数个第二轴向导气管；所述推力气浮通道包括第三环形导气槽及分布于该第三环形导气槽圆周上的数个第一径向导气管。

进一步地，所述第一轴向导气管和第二轴向导气管的上下两端部均设有通向轴芯外表面的径向阻尼孔；所述第二轴向导气管的下端还设有第二径向导气管，该第二径向导气管设有通向所述轴芯支撑部上表面的轴向阻尼孔；所述推力轴承的第一径向导气管上设有通向所述轴芯支撑部下表面的轴向阻尼孔。

进一步地，所述通向轴芯支撑部的轴向阻尼孔沿径向设有至少两排。

进一步地，所述冷却水通道包括主冷却水通道及副冷却水通道，该副冷却水通道与所述冷却间隙通过喷水孔相连通。

进一步地，所述定轴下端设有连通主冷却水通道的出水管，该出水管伸出于轴芯下端面，轴芯内部靠近定轴下端面处设有锥面，该锥面与定轴的下端面形成一容置腔，该容置腔衔接所述冷却间隙的下部并通过出水管与轴芯之间的间隙与外界连通。

如上所述，本实用新型一种高速气浮电主轴将冷却水通道设置在定轴内，在工作时不断向轴芯内壁直接喷射冷却水，该冷却水进而充满所述冷却间隙对轴芯进行持续冷却，达到降低轴芯温度的目的，该冷却间隙结构简单，易于加工，且冷却水直接与轴芯接触，冷却效率高，从而确保该电主轴具有更好的稳定性和更高的精度。

附图说明

图1为本实用新型一种高速气浮电主轴的纵向剖视图；

图2为本实用新型一种高速气浮电主轴另一个角度的纵向剖视图（为了便于清楚显示其内部构造，去除了定轴这一部件）；

图3为本实用新型的推力轴承A向剖视图；

图4为本实用新型的定轴与轴芯的纵向剖视图。