一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，属于机械设计技术领域。该主轴系统主要包括主轴(1)、与主轴(1)压配为一体的电机转子(2)、设置在电机转子(2)外侧的电机定子(3)、与主轴(1)直联的砂轮主轴(12)、设置在砂轮主轴(12)上的砂轮安装座(13)、砂轮紧固端板(14)、设置在砂轮安装座(13)砂轮紧固端板(14)中间的的砂轮(12)以及支撑轴系的三个高速滚动轴承。本发明专利技术提供的一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，创新地采用了电机内置、驱动轴砂轮轴直联、三支点式支撑等技术方法，具备结构紧凑，转速高，刚度大，磨削精度高等特点，可满足高精密高刚性磨削的加工需要。

【技术实现步骤摘要】
一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统
本专利技术公开了一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，属于机械设计

技术介绍
磨削主轴是高精密磨削设备的核心功能部件，主轴轴系的动静态性能直接决定着高精密磨削设备的技术性能指标，关系着制造加工的最终精度。传统磨削砂轮主轴，常采用电机外置的方式，由高频电机驱动，通过皮带传动，带动安装在主轴悬伸端的砂轮旋转，从而实现磨削加工。这种主轴结构具有传动精度偏低，悬伸导致轴端刚度不足等问题，很难满足高速精密、高刚性的磨削加工需要，如高精度齿轮磨削等。针对传统磨床主轴轴系存在的以上问题，本专利技术提供了一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，创新地提出了驱动电机内置、砂轮与主轴直联、三支点式支撑等技术，提升了砂轮磨削主轴的传动精度，提高了主轴刚度。此磨削砂轮主轴系统磨削精度高，可满足高精密齿轮等高刚性磨削加工需要。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，克服传统磨床砂轮主轴轴系存在传动精度较低，砂轮悬伸布置，磨削刚度偏小等问题，满足高精度、高刚性磨削的加工需要。技术方案：本专利技术公开的一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，本专利技术采用的技术方案是：所述主轴系统采用轴承支承，为三支点式支撑方式，分别在轴系左、中、右三个位置分别设置有高速滚动轴承，第三高速滚动轴承上设置主轴的外端，第二高速滚动轴承上设置砂轮主轴的外端，第一高速滚动轴承位于中间，在第一高速滚动轴承上设置主轴与砂轮主轴的连接端，该支撑方式大大提高了主轴刚度；工作转速下，所述砂轮所在轴段刚度可大幅提高。该主轴系统主要包括主轴、与主轴外周压配为一体的电机转子、设置在电机转子外侧的电机定子，在电机定子外侧设有电机冷却套，电机冷却套外侧设置主轴外壳；主轴的左边通过第三高速滚动轴承设置在左端轴承轴承套上，左端轴承轴承套与主轴外壳的左端固定；左端轴承轴内圈锁紧螺母将第三高速滚动轴承固定在左端轴承轴承套上。主轴的右边设置在第一高速滚动轴承内，第一高速滚动轴承设置在中部轴承轴承套内，中部轴承轴承套固定在主轴外壳右边内；主轴右端由主轴砂轮轴连接压紧机构连接砂轮主轴。砂轮主轴的外周设置砂轮安装座和砂轮紧固端板，砂轮主轴的右边固定在第二高速滚动轴承上，第二高速滚动轴承通过右端轴承外圈挡板、第二轴承外圈挡圈、第二轴承内圈挡圈、右端轴承轴承内圈锁紧螺母固定在砂轮主轴外壳内。所述主轴直接放置在驱动电机内部，通过压配法与电机转子固定为一体，电机转子直接驱动主轴高速旋转，无需传统传动机构，结构紧凑，传动精度高。所述主轴与砂轮主轴直接通过锥面接口连接，避免了采用联轴器连接带来的回转角、同轴度误差问题，提高了传动精度。有益效果：本专利技术公开的一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，创新地采用了电机内置、主轴与砂轮直联、三支点式支撑等技术，主轴结构紧凑，极限转速高，刚度大，磨削精度高，可满足高精密高刚性磨削的加工需要。附图说明图1是电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统的结构布局。图中有：主轴1、电机转子2、电机定子3、电机冷却套4、中部轴承内圈锁紧螺母5、中部轴承轴承套6、第一高速滚动轴承7、第一轴承外圈挡圈8、第一轴承内圈挡圈9、中部轴承外圈锁紧螺母10、砂轮主轴11、砂轮安装座12、砂轮13、砂轮紧固端板14、右端轴承轴承座15、右端轴承外圈挡板16、第二高速滚动轴承17、第二轴承外圈挡圈18、第二轴承内圈挡圈19、右端轴承轴承内圈锁紧螺母20、主轴右端盖21、轴承预紧弹簧22、轴承预紧压板23、主轴砂轮轴连接压紧机构24、第三高速滚动轴承25、左端轴承轴承套26、左端轴承轴内圈锁紧螺母27、主轴外壳28、砂轮主轴外壳29。具体实施方式本专利技术公开的一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，如图1所示，该主轴系统主要包括主轴1、电机转子2、电机定子3、电机冷却套4、中部轴承内圈锁紧螺母5、中部轴承轴承套6、第一高速滚动轴承7、第一轴承外圈挡圈8、第一轴承内圈挡圈9、中部轴承外圈锁紧螺母10、砂轮主轴11、砂轮安装座12、砂轮13、砂轮紧固端板14、右端轴承轴承座15、右端轴承轴承外圈挡板16、第二高速滚动轴承17、第二轴承外圈挡圈18、第二轴承内圈挡圈19、右端轴承轴承内圈锁紧螺母20、主轴右端盖21、轴承预紧弹簧22、轴承预紧压板23、主轴砂轮轴连接压紧机构24、第三高速滚动轴承25、左端轴承轴承套26、左端轴承轴内圈锁紧螺母27、主轴外壳28以及砂轮主轴外壳29。其中，主轴1与电机转子2压配安装为一个整体，电机定子3设置在电机转子2与电机冷却套4之间，电机冷却套4设置在主轴外壳28内部；第一高速滚动轴承7安装在主轴1与中部轴承轴承套6之间，轴承中部安装有第一轴承外圈挡圈8、第一轴承内圈挡圈9，轴承左端通过中部轴承内圈锁紧螺母5锁紧，轴承右端通过中部轴承外圈锁紧螺母10锁紧；砂轮主轴11与主轴1通过锥面接口连接，砂轮主轴11中部设置有砂轮安装座12，砂轮13安装在砂轮安装座12上，右端通过砂轮紧固端板14锁紧固定；右端轴承轴承座15套装在砂轮主轴11右端，第二高速滚动轴承17安装在右端轴承轴承座15与砂轮主轴外壳29之间，轴承左端通过右端轴承外圈挡板16轴向限位，轴承右端通过右端轴承内圈锁紧螺母20锁紧固定，轴承预紧弹簧22放置在轴承预紧压板23和主轴右端盖21之间，主轴右端盖21通过螺栓与轴系外壳相连，在螺栓作用下向左侧移动压缩轴承预紧弹簧22，被压缩的轴承预紧弹簧22推动轴承预紧压板23向左侧移动，轴承预紧压板23将预紧压力传递至第二高速滚动轴承17上，从而实现轴承预紧；主轴砂轮轴连接压紧机构24设置在砂轮主轴内部，机构在螺栓作用下整体向左移动，挤压锥面爪口径向扩张，迫使爪口与主轴1内壁压紧锁死，从而实现砂轮主轴11与主轴1直联；主轴最左端第三高速滚动轴承25安装与主轴1与左端轴承轴承套26之间，左端通过左端轴承轴内圈锁紧螺母27锁紧。电机内置，将主轴1放置在驱动电机内部，通过压配法与电机转子2固连为一体，电机转子2直接驱动主轴1高速旋转，电机转子即为主轴，结构紧凑，无需传动机构，传动精度高。主轴与砂轮主轴直联，主轴1与砂轮主轴2通过锥面接口直接连接，右端主轴砂轮轴连接压紧机构24在螺栓作用下向左移动，挤压锥面爪口径向扩张，爪口与主轴1内壁压紧锁死，这种直联结构避免了传统联轴器连接带来的转动角度、轴心同轴度等误差问题，极大提高了传动精度。三点式支撑，主轴系统采用了三支点式轴承支撑方式，分别在轴系左、中、右三个位置安装有第一高速滚动轴承7、第二高速滚动轴承17、第三高速滚动轴承25，左右两端轴承采用单对背靠背安装方式，中部轴承采用两对串联背靠背安装方式，进一步提高了主轴刚度，工作转速下，砂轮13所在轴段径向刚度大，磨削精度高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，其特征在于，所述主轴系统采用轴承支承，为三支点式支撑方式，分别在轴系左、中、右三个位置分别设置有高速滚动轴承，第三高速滚动轴承(25)上设置主轴(1)的外端，第二高速滚动轴承(17)上设置砂轮主轴(11)的外端，第一高速滚动轴承(7)位于中间，在第一高速滚动轴承(7)上设置主轴(1)与砂轮主轴(11)的连接端，该支撑方式大大提高了主轴刚度；工作转速下，所述砂轮(13)所在轴段刚度可大幅提高。

【技术特征摘要】
1.一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，其特征在于，所述主轴系统采用轴承支承，为三支点式支撑方式，分别在轴系左、中、右三个位置分别设置有高速滚动轴承，第三高速滚动轴承(25)上设置主轴(1)的外端，第二高速滚动轴承(17)上设置砂轮主轴(11)的外端，第一高速滚动轴承(7)位于中间，在第一高速滚动轴承(7)上设置主轴(1)与砂轮主轴(11)的连接端，该支撑方式大大提高了主轴刚度；工作转速下，所述砂轮(13)所在轴段刚度可大幅提高。2.根据权利要求1所述的一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，其特征在于，该主轴系统主要包括主轴(1)、与主轴(1)外周压配为一体的电机转子(2)、设置在电机转子(2)外侧的电机定子(3)，在电机定子(3)外侧设有电机冷却套(4)，电机冷却套(4)外侧设置主轴外壳(28)；主轴(1)的左边通过第三高速滚动轴承(25)设置在左端轴承轴承套(26)上，左端轴承轴承套(26)与主轴外壳(28)的左端固定；左端轴承轴内圈锁紧螺母(27)将第三高速滚动轴承(25)固定在左端轴承轴承套(26)上。3.根据权利要求1所述的一种电机内置的高速直联精密磨削砂轮主轴系统，其特征在于，主...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋书运，刘宗涛，吕福根，李光华，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32