电主轴轴承预紧装置、电主轴和机床制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电主轴轴承预紧装置、电主轴和机床。电主轴轴承预紧装置包括固定件、预紧件、螺旋线圈和线圈控制器，线圈控制器与螺旋线圈电连接；预紧件可沿固定件的轴向相对于固定件移动，在固定件的轴向上，预紧件具有背向固定件的轴承抵接面；在固定件的轴向上，螺旋线圈设置于固定件与预紧件之间，螺旋线圈的延伸方向垂直于固定件的轴向。电主轴包括电主轴轴承预紧装置。机床包括电主轴。螺旋线圈通电后将沿径向扩张，螺旋线管的径向两端分别抵接在固定件与预紧件上，螺旋线圈的径向扩张引起对预紧件抵接力的变化，进而引起对轴承外圈的预紧力的变化。预紧力大小与螺旋线圈通入电流量成正比，预紧力控制精度高，从而有效保护电主轴。

【技术实现步骤摘要】
电主轴轴承预紧装置、电主轴和机床
本专利技术涉及机床设备
，具体涉及一种电主轴轴承预紧装置、电主轴和机床。
技术介绍
加工设备如机床中具有电主轴，电主轴内部具有主轴体和位于主轴体外周的角接触轴承。在电主轴高速转动工作时，角接触轴承受离心力作用而向外周挤压，轴承内圈膨胀导致主轴体整体刚度降低而更容易发生弯曲变形，故需要对轴承外圈施加轴向预紧力抵抗轴承形变以保护轴承和减小主轴体弯曲形变。公告号为CN207857874U的专利技术专利中公开一种电主轴轴承刚度调控系统及电主轴，电主轴轴承刚度调控系统包括电磁线圈座、电磁线圈绕组、线圈控制器、弹簧和压板，电主轴轴承刚度调控系统设置在电主轴上，电磁线圈绕组安装在电磁线圈座内，压板在弹簧作用力下抵接在角接触轴承的轴承外圈，线圈控制器可控制电磁线圈绕组的驱动电流并产生作用于压板的磁吸力，磁吸力和弹簧作用力结合成为作用于角接触轴承的轴承外圈的预紧力。现有的该种电主轴轴承刚度调控系统存在的问题是，弹簧作用力的变化较不稳定而导致预紧力的控制精度较差，对电主轴保护效果较差。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种准确控制轴承预紧力的电主轴轴承预紧装置。本专利技术的第二目的在于提供一种准确控制轴承预紧力的电主轴。本专利技术的第三目的在于提供一种准确控制轴承预紧力的机床。本专利技术第一目的提供的电主轴轴承预紧装置包括固定件、预紧件、螺旋线圈和线圈控制器，线圈控制器与螺旋线圈电连接；预紧件可沿固定件的轴向相对于固定件移动，在固定件的轴向上，预紧件具有背向固定件的轴承抵接面；在固定件的轴向上，螺旋线圈抵接于固定件与预紧件之间，且螺旋线圈的径向两端分别抵接在固定件和预紧件上。由上述方案可见，螺旋线圈通电后将沿径向扩张，径向扩张量与通入电流量成正比；螺旋线圈的延伸方向垂直于固定件的轴向即螺旋线管的径向两端分别抵接在固定件与预紧件上，因此螺旋线圈的径向扩张引起对预紧件抵接力的变化，进而引起对轴承外圈的预紧力的变化。预紧力大小与螺旋线圈通入电流量成正比，预紧力控制精度高，从而有效保护电主轴。进一步的方案是，螺旋线圈沿固定件的周向延伸成环状。由上可见，此设置使螺旋线圈的作用力均匀作用于预紧件的周向各处，预紧件对轴承外圈的预紧效果更好。进一步的方案是，固定件在朝向预紧件的一侧设有第一凹槽，螺旋线圈位于第一凹槽内，和/或，预紧件在朝向固定件的一侧设有第二凹槽，螺旋线圈位于第二凹槽内。由上可见，此设置使螺旋线圈更稳定地置于固定件与预紧件之间，保证电主轴轴承预紧装置稳定工作。进一步的方案是，在固定件的径向投影上，第一凹槽的轮廓和第二凹槽的轮廓均呈半圆形。由上可见，此设置使第一凹槽和第二凹槽的槽面与螺旋线圈的外表面匹配，固定件、螺旋线圈和预紧件之间的力学状态更稳定，从而提高轴承预紧力的控制效果。进一步的方案是，第一凹槽的延伸轨迹与螺旋线圈的延伸轨迹匹配，和/或第二凹槽的延伸轨迹与螺旋线圈的延伸轨迹匹配。由上可见，此设置使螺旋线圈更稳定地置于固定件与预紧件之间，进一步保证电主轴轴承预紧装置稳定工作。进一步的方案是，螺旋线圈外覆盖有绝缘材料层。由上可见，此设置可避免在螺旋线圈通电后电流之间相互影响，保证螺旋线圈径向外扩时的稳定性。进一步的方案是，预紧件为环体，轴承抵接面为圆环面。由上可见，此设置便于预紧件的安装，同时保证轴承抵接面与轴承外圈周向各处抵接，保证预紧力的均匀性，预紧件对轴承外圈的预紧效果更好。进一步的方案是，固定件的外周壁套装在预紧件的外周，且外周壁的内周面与预紧件的外周面间隙配合。由上可见，此设置使固定件与预紧件之间保持相互移动的前提下装配更简单。进一步的方案是，电主轴轴承预紧装置还包括铁芯，铁芯穿插于螺旋线圈中。由上可见，此设置能提高螺旋线圈产生的磁场，从而提高线圈径向尺寸的变化量范围，即提高预紧力的范围，从而提高电主轴轴承预紧装置的适用范围。本专利技术第二目的提供的电主轴包括电主轴轴承预紧装置；电主轴轴承预紧装置采用上述的电主轴轴承预紧装置。进一步的方案是，电主轴还包括轴承座、第一角接触轴承和主轴体；第一角接触轴承套装在主轴体外并安装于轴承座上，固定件安装于轴承座上，预紧件位于主轴体的外周；在轴承座的轴向上，预紧件位于固定件与第一角接触轴承之间，轴承抵接面抵接于第一角接触轴承的轴承外圈。进一步的方案是，电主轴还包括安装在主轴体上的速度传感器。由上可见，控制系统获取速度传感器的实时检测数据后，根据主轴体的实时转速去设定线圈控制器对螺旋线圈的通入电流量，从而实现预紧力的实时调控。进一步的方案是，电主轴还包括第一隔环，第一隔环套装在主轴体上，第一隔环位于预紧件的内周，第一隔环与预紧件之间具有间隔。由上可见，设置第一隔环保证预紧件与主轴体之间的配合安全性，另外，速度传感器可设置在第一隔环上，更便于电主轴的组装。本专利技术第三目的提供的机床包括电主轴，电主轴采用上述的电主轴。附图说明图1为本专利技术电主轴第一实施例部分组件的剖视图。图2为本专利技术电主轴第一实施例中螺旋线圈和铁芯的结构图。图3为本专利技术电主轴第一实施例的工作原理图。图4为本专利技术电主轴第二实施例中固定件和螺旋线圈的结构示意图。具体实施方式电主轴第一实施例参见图1，图1为本专利技术电主轴第一实施例部分组件的剖视图。本专利技术提供的机床为数控机床或非数控机床，机床具有电主轴，电主轴包括主轴体1、轴承座2、第一隔环31、第二隔环32、锁紧螺母33、第一角接触轴承41、第二角接触轴承42、端环5、压紧套6、螺旋线圈81、铁芯82以及线圈控制器(图中未示出)。端环5、压紧套6、螺旋线圈81、铁芯82以及线圈控制器组成本专利技术的电主轴轴承预紧装置。主轴体1上具有轴肩11，第二隔环32、第二角接触轴承42、第一角接触轴承41、第一隔环31沿x轴正向依次套装到主轴体1外，第二隔环32为小隔环，第二隔环32与轴肩11抵接，随后锁紧螺母33锁紧到主轴体1上并与第一隔环31抵接。第一隔环33体积大于第二隔环32，第一隔环33的外周固定安装有速度传感器7。优选的是，在主轴体1的轴向上，第二角接触轴承42和第一角接触轴承41可增设套装在主轴提1外的第三隔环33。轴承座2中部具有贯穿于轴承座2的轴向两端之间的主轴安装孔20，主轴安装孔20的内周面上沿轴向依次形成第一台阶位21、第二台阶位22和第三台阶位23，轴承座2在第一台阶位21、第二台阶位22和第三台阶位23处的内径依次增大。轴承座2上，朝向x轴负向的轴向端面上具有螺孔。本实施例中，端环5作为固定件，预紧套6作为预紧件。端环5在朝向x轴正向的轴向端面上设有第一凹槽51，第一凹槽51沿端环5的周向延伸成环状，在端环5的径向截面上(图1示)，第一凹槽51的轮廓呈半圆形。端环5的外周具有从第一凹槽51所在端面沿轴向凸起的外周壁52，端环5具有沿轴向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电主轴轴承预紧装置，包括固定件；/n其特征在于：/n所述电主轴轴承预紧装置还包括预紧件、螺旋线圈和线圈控制器，所述线圈控制器与所述螺旋线圈电连接；/n所述预紧件可沿所述固定件的轴向相对于所述固定件移动，在所述固定件的轴向上，所述预紧件具有背向所述固定件的轴承抵接面；/n在所述固定件的轴向上，所述螺旋线圈抵接于所述固定件与所述预紧件之间，且所述螺旋线圈的径向两端分别抵接在所述固定件和所述预紧件上。/n

【技术特征摘要】
1.电主轴轴承预紧装置，包括固定件；
其特征在于：
所述电主轴轴承预紧装置还包括预紧件、螺旋线圈和线圈控制器，所述线圈控制器与所述螺旋线圈电连接；
所述预紧件可沿所述固定件的轴向相对于所述固定件移动，在所述固定件的轴向上，所述预紧件具有背向所述固定件的轴承抵接面；
在所述固定件的轴向上，所述螺旋线圈抵接于所述固定件与所述预紧件之间，且所述螺旋线圈的径向两端分别抵接在所述固定件和所述预紧件上。


2.根据权利要求1所述的电主轴轴承预紧装置，其特征在于：
所述螺旋线圈沿所述固定件的周向延伸成环状。


3.根据权利要求1或2所述的电主轴轴承预紧装置，其特征在于：
所述固定件在朝向所述预紧件的一侧设有第一凹槽，所述螺旋线圈位于所述第一凹槽内，
和/或，
所述预紧件在朝向所述固定件的一侧设有第二凹槽，所述螺旋线圈位于所述第二凹槽内。


4.根据权利要求3所述的电主轴轴承预紧装置，其特征在于：
在所述固定件的径向投影上，所述第一凹槽的轮廓和所述第二凹槽的轮廓均呈半圆形。


5.根据权利要求3所述的电主轴轴承预紧装置，其特征在于：
所述第一凹槽和所述第二凹槽的延伸轨迹与所述螺旋线圈的延伸轨迹匹配。


6.根据权利要求1或2所述的电主轴轴承预紧装置，其特征在于：
所述螺旋线圈外覆盖有绝缘材料层。


7.根据权利要求1或2所述的电主轴轴承预紧装置，其特征在于：
所述预紧件为环体，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭诚，文智明，张荣婷，张冬冬，贾惠玲，刘先忠，卢雷，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44