主轴系统冷却套及主轴系统技术方案

本实用新型专利技术涉及主轴系统领域，提供一种主轴系统冷却套及主轴系统，所述主轴系统冷却套包括套体，所述套体中设有进水流道、出水流道和多组冷却流道组，多组所述冷却流道组在所述套体中间隔设置，所述冷却流道组的两端分别与所述进水流道和所述出水流道连接，所述冷却流道组包括多条冷却流道，所述冷却流道连通所述进水流道和所述出水流道。本实用新型专利技术的主轴系统冷却套能够通过多组冷却流道组中的多条冷却流道同时对主轴进行冷却，散热效率高，通过设置进水流道，同时对多组冷却流道组输入冷却液，减少了冷却液的流动长度，使得冷却液的流动压力损失减小。

Cooling sleeve of spindle system and spindle system

【技术实现步骤摘要】
主轴系统冷却套及主轴系统
本技术涉及冷却设备
，特别涉及一种主轴系统冷却套及主轴系统。
技术介绍
在影响机床加工精度的因素中，机床外部环境和内部热源引起的热误差是其最大误差源，占总制造误差的40％～70％。主轴系统是数控机床的核心部件，是制约数控机床精度提高的最主要因素。主轴在高速运转时会产生大量热量，引起主轴的热变形，目前，对主轴系统的常用冷却方式是在其套筒内布置带有螺旋形流道的冷却套，来带走系统内部产生的热量。现有的冷却结构散热效率低，冷却液的流动压力损失大，需要较大的泵送功率来实现散热效果。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种主轴系统冷却套，该主轴系统冷却套能够通过在套体上设置多个冷却流道组，利用冷却流道组中的多条冷却流道来提高冷却效率、减少冷却液压降的损失。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种主轴系统冷却套，所述主轴系统冷却套包括套体，所述套体中设有进水流道、出水流道和多组冷却流道组，多组所述冷却流道组在所述套体中间隔设置，所述冷却流道组的两端分别与所述进水流道和所述出水流道连接，所述冷却流道组包括多条冷却流道，所述冷却流道连通所述进水流道和所述出水流道。优选地，所述冷却流道组中的多条冷却流道包括中心流道和环绕所述中心流道设置的外周流道。优选地，所述外周流道以所述中心流道为圆心呈环形排列。优选地，所述外周流道形成以所述中心流道为圆心环形排列的多个同心圆。优选地，所述冷却流道的横截面包括圆形和多边形。优选地，所述冷却流道的横截面为正六边形。优选地，多个所述冷却流道组之间平行设置。优选地，所述冷却流道组平行所述套体的端面设置。优选地，所述进水流道和所述出水流道沿所述套体轴线方向设置，且所述进水流道和所述出水流道上分别设有进水口和出水口。本技术还提供一种主轴系统，包括芯轴、前轴承、后轴承、主轴套以及冷却套，所述冷却套套设在所述主轴套上，所述冷却套为本技术所述的主轴系统冷却套。相对于现有技术，本技术的主轴系统冷却套能够通过多组冷却流道组中的多条冷却流道同时对主轴进行冷却，散热效率高，通过设置进水流道，同时对多组冷却流道组输入冷却液，减少了冷却液的流动长度，使得冷却液的流动压力损失减小。本技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术的主轴系统冷却套的一种实施方式的结构示意图；图2为图1中主轴系统冷却套的剖视图；图3为图2中冷却流道组的局部放大示意图；图4为本技术的主轴系统的一种实施方式的结构示意图；图5为现有技术中具有螺旋形流道散热结构的冷却套的结构示意图。附图标记说明：1进水流道2出水流道3冷却流道组4芯轴5主轴套6冷却套11进水口21出水口31冷却流道311中心流道312外周流道具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本技术。根据本技术的一个方面，提供一种主轴系统冷却套，如图1和图2所示，所述主轴系统冷却套包括套体，所述套体中设有进水流道1、出水流道2和多组冷却流道组3，多组所述冷却流道组3在所述套体中间隔设置，所述冷却流道组3的两端分别与所述进水流道1和所述出水流道2连接，所述冷却流道组3包括多条冷却流道31，所述冷却流道31连通所述进水流道1和所述出水流道2。本技术的主轴系统冷却套通过多组冷却流道组3中的多条冷却流道31同时对主轴进行冷却，散热效率高，通过设置进水流道1，同时对多组冷却流道组3输入冷却液，减少了冷却液的流动长度，使得冷却液的流动压力损失减小。根据本技术的一种实施方式，为了提高冷却效果，如图3所示，所述冷却流道组3中的多条冷却流道31包括中心流道311和环绕所述中心流道311设置的外周流道312。不同位置的冷却流道31之间能够相互传递热量，使得冷却效果更加均匀。上述中，为了使冷却流道组3的冷却效果更加均匀，所述外周流道312以所述中心流道311为圆心呈环形排列。在不同位置的冷却流道组3中，外周流道312上可以设置不同个数的冷却流道31，以使套体达到相同的冷却效果。其中，为了使冷却流道组3获得更大的冷却面积，所述外周流道312形成以所述中心流道311为圆心环形排列的多个同心圆。根据本技术的一种实施方式，所述冷却流道31的横截面包括圆形和多边形。当截面周长一定时，采用横截面积为圆形的冷却流道31能够容纳更多的冷却液，提高冷却效果；采用横截面积为多边形的冷却流道31能够使冷却流道31之间紧密排布，提高热传递效率，从而提高冷却效果。上述中，为了减少冷却流道31之间的面积，所述冷却流道31的横截面为正六边形。蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。优选地，所述冷却流道组3为蜂巢仿生流道。即，正六边形的冷却流道31按照蜂巢结构的样式排列。为了减小套体的温差，多个所述冷却流道组3之间平行设置，以便于冷却流道组对套体的不同位置同时冷却。优选地，在套体上的不同位置设置间距不同的冷却流道组3，从而达到减小套体温差的目的。优选地，所述冷却流道组3平行所述套体的端面设置。这样的设置使得冷却流道31的长度最短，从而降低了冷却液在冷却流道31中的压力损失。为了便于同时为多个冷却流道组3提供冷却液，所述进水流道1和所述出水流道2沿所述套体轴线方向设置，且所述进水流道1和所述出水流道2上分别设有进水口11和出水口21。优选地，进水口11和出水口21分别设置在进水流道1和出水流道2的中部，这样的设置有利于减小不同冷却流道组3之间的压力差。根据本技术的另一方面，如图4所示，提供一种主轴系统，包括芯轴4、前轴承、后轴承、主轴套5以及冷却套6，所述冷却套6套设在所述主轴套5上，所述冷却套6为本技术所述的主轴系统冷却套。当使用该主轴系统冷却套时，冷却液从进水口11进入进水流道1后，通过冷却流道组3中的冷却流道31进入到出水流道2，然后从出水口21流出，从而将主轴系统的热量带走，从而完成对主轴系统的冷却。下面将本技术实施例提供的冷却流道组冷却套与现有技术中如图5所示的螺旋形流道冷却套进行比较。为便于对比分析，对冷却流道组冷却套和螺旋形流道冷却套都取相同的冷却液进水口流速值、冷却液物性及加热面上的热流密度值，并假设热源在冷却系统结构上均匀分布。设定两种冷却套基体材料为钢材。冷却套圆柱加热面上施加固定热流密度为25000W/mm2，进水口处冷却液流速为1m/s，水流初始温度为20℃，冷却液为水。出水口处将大气压边界条件作为参考压力。根据流固耦合的传热数值计算理论，耦合传热如式：式中：ks为固体传热系数，T为温度场，ρs为固体密度，cp为固体比热容，t为时间。流动与传热过程受质量守恒、动量守恒和能量守恒三个物理基本定律支配，数值模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主轴系统冷却套，其特征在于，所述主轴系统冷却套包括套体，所述套体中设有进水流道(1)、出水流道(2)和多组冷却流道组(3)，多组所述冷却流道组(3)在所述套体中间隔设置，所述冷却流道组(3)的两端分别与所述进水流道(1)和所述出水流道(2)连接，所述冷却流道组(3)包括多条冷却流道(31)，所述冷却流道(31)连通所述进水流道(1)和所述出水流道(2)。

【技术特征摘要】
1.一种主轴系统冷却套，其特征在于，所述主轴系统冷却套包括套体，所述套体中设有进水流道(1)、出水流道(2)和多组冷却流道组(3)，多组所述冷却流道组(3)在所述套体中间隔设置，所述冷却流道组(3)的两端分别与所述进水流道(1)和所述出水流道(2)连接，所述冷却流道组(3)包括多条冷却流道(31)，所述冷却流道(31)连通所述进水流道(1)和所述出水流道(2)。2.根据权利要求1所述的主轴系统冷却套，其特征在于，所述冷却流道组(3)中的多条冷却流道(31)包括中心流道(311)和环绕所述中心流道(311)设置的外周流道(312)。3.根据权利要求2所述的主轴系统冷却套，其特征在于，所述外周流道(312)以所述中心流道(311)为圆心呈环形排列。4.根据权利要求3所述的主轴系统冷却套，其特征在于，所述外周流道(312)形成以所述中心流道(311)为圆心环形排列的多个同心圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小雷，李瑞琦，胡佳妮，曹晓梅，张智钦，周涛，
申请(专利权)人：衢州学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33