[实用新型]电主轴的定子线包的冷却系统及电主轴

说明书

本实用新型公开了一种电主轴的定子线包的冷却系统及电主轴，定子线包外侧缠绕散热管，散热管与电机壳体上沿轴向设置的冷却介质通道连通，冷却介质在电机外部经冷却介质入口流入冷却介质通道和散热管，由冷却介质出口回流到电机外部。采用本实用新型的技术方案，冷却介质可以通过缠绕在电机定子线包上的散热管直接与电机线包进行热交换，换热效率高，实现电主轴电机定子线包处的快速冷却，避免温度无法扩散而导致的热变形，实现电主轴高精度加工且可以提高电主轴使用寿命。

技术领域

本实用新型属于机床技术领域，特别涉及一种电主轴的定子线包冷却系统及采用定子线包冷却系统的电主轴。

背景技术

电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪音低、响应快等优点，在现代制造业中得到了广泛应用。但是由于高速电主轴的定转子都是内藏式，全部处在密闭的空间中，在高速运转过程中发热量很大，特别是电机定子的线包处，由于定子线包无法直接与冷却介质进行热交换，热量很难进行扩散，使得电机壳体内部空气热量很高，容易引起电主轴的热伸长变形，进而对加工精度造成影响。

现有技术中，对电主轴发热问题的解决方法主要分两类：

第一类电机定子冷却，如专利CN101895170B，是在定子外壳内加工出冷却水道，并向内通入冷却液体进行冷却，该方法能够对定子铁芯的发热起到很好的冷却效果，但是无法对定子线包进行冷却，线包热量无法扩散。

第二类是转子冷却，如专利CN 107009193 A，是将转子中心做成通孔，并通入冷却气体或液体对转子中心进行冷却，虽然对转子铁芯具有一定的冷却效果，但是需要配高速转换接头，费用高昂，可靠性低，且芯轴通入的气体或者液体如果分布不均匀，会影响芯轴的动平衡，严重影响电主轴轴承的寿命与可靠性。

另外，专利CN 206313600 U，也解决电机定转子冷却的问题，但是其采用在芯轴上加工螺旋槽，通过芯轴旋转造成电机转子两侧压力差，从而使气体流过电机两端实现冷却的目的，该方案芯轴加工复杂，芯轴的刚度大幅度降低且螺旋槽在旋转时会产生不对称的轴向力，影响轴承寿命。

专利201711154863.4，其主要是利用气体对主轴端部进行冷却，在主轴端部设置涡流气体形成结构，结构复杂，且涡流效果差，主轴一端出冷却气体、一侧出热分体，两测温度不均匀，变形大，且无法对电机定子线包进行冷却。

实用新型内容

针对现有技术中，电主轴的电机定子线包处的热量无法与冷却介质直接进行热交换的问题，本实用新型提供了一种电主轴的定子线包的冷却系统及电主轴的技术方案。

一种电主轴的定子线包的冷却系统，定子线包外侧缠绕散热管，定子两侧线包的散热管通过电机壳体或者定子上沿轴向设置的冷却介质通道相连通，冷却介质在电机外部经冷却介质入口流入冷却介质通道和散热管，由冷却介质出口回流到电机外部。

进一步地，定子两侧分别设有前线包和后线包，前线包外侧缠绕前线包散热管，后线包外侧缠绕后线包散热管，前线包散热管和后线包散热管由连接通道连通。

进一步地，连接通道为设置在定子上的凹槽，该凹槽是加工定子时，在定子上预留的凹槽，或者连接通道为设置在电机壳体上的凹槽，该凹槽是在电机壳体加工时，预留的凹槽。

进一步地，冷却介质通道包括冷却介质流入通道和冷却介质流出通道，冷却介质流入通道一端设有冷却介质入口，另一端与前线包散热管连通；冷却介质流出通道一端设有冷却介质出口，另一端与后线包散热管连通。其中电机定子两端预留冷却介质出入口。

进一步地，电机壳体上设有阶梯通孔，阶梯通孔分为第一阶梯通孔和第二阶梯通孔，第一阶梯通孔连通冷却介质流入通道与前线包散热管。

进一步地，电机壳体上设有第二阶梯通孔，第二阶梯通孔连通冷却介质流出通道与后线包散热管。