一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴制造技术

本发明专利技术公开了一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，主体机壳内设置有定子组件，定子组件套装在转子组件的转子转轴上，主体机壳与定子组件之间设置有主轴冷却液容腔，主体机壳的一端依次设置有前轴承组件和机壳前端盖，另一端依次设置有后轴承组件和机壳后端盖，前轴承组件和后轴承组件的轴承安装方向相反，前轴承组件上设置有振动传感器，机壳后端盖上设置有相位转速传感器组件，前轴承组件、定子组件和后轴承组件上分别设置有温度传感器组件，后轴承组件通过可轴向滑动的轴承支撑结构实现轴承润滑介质的供给。本发明专利技术具有较高的转化效率、响应速度和加工精度。

A compact permanent magnet synchronous precision grinding motorized spindle with low noise inclined fractional groove

【技术实现步骤摘要】
一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴
本专利技术属于加工装备
，具体涉及一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴。
技术介绍
现代装备制造业向着高速、高效、高精度的方向发展，尤其是在精密加工场景下，制品的加工质量对于精密加工装备的依赖程度越来越高，高精度电主轴作为数控加工装备的核心部件，其精密程度已成为精密数控加工装备制造精度水平的重要体现。精密磨削加工是航空航天、高档汽车零部件、精密医疗设备等领域必不可少的重要加工工艺，精密磨削电主轴则是对磨削加工精度起到决定作用的关键部件。然而目前现有的磨削主轴具有以下几方面的不足：1、传统的磨削主轴采用机械主轴的形式，利用传动机构将电机动力传递至主轴实现磨削，精密磨削系统中由于传递机构的引入会导致整机效率的下降、系统响应时间的延长和整机加工精度的降低；2、现有的磨削电主轴的主轴转子和电机转子大多采用分立式结构，再通过配合结构将其二者装配为一体，这种方式的系统集成度差，体积也相对较大，并且，在制造过程中引入了大量的配合误差，不利于发挥高精度磨削装备的精密性；3、现有的磨削电主轴具有较高的齿槽转矩和噪声，主轴稳定性差，极大降低电主轴加工精度；4、现有的磨削电主轴通常无法实现性能自检测功能，不利于对主轴状态进行实时检测和诊断，不符合现代智能化设备发展方向。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，解决现有磨削主轴精度低、稳定性差、噪声高、集成度低的问题。本专利技术采用以下技术方案：一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，包括主体机壳，主体机壳内设置有定子组件，定子组件套装在转子组件的转子转轴上，主体机壳与定子组件之间设置有主轴冷却液容腔，主体机壳的一端依次设置有前轴承组件和机壳前端盖，另一端依次设置有后轴承组件和机壳后端盖，前轴承组件和后轴承组件的轴承安装方向相反，前轴承组件上设置有振动传感器，机壳后端盖上设置有相位转速传感器组件，前轴承组件、定子组件和后轴承组件上分别设置有温度传感器组件，后轴承组件通过可轴向滑动的轴承支撑结构实现轴承润滑介质的供给。具体的，主体机壳上设置有第一凹槽，定子组件设置在主轴冷却液密封套内，第一凹槽和主轴冷却液密封套采用过盈配合构成主轴冷却液容腔，主轴冷却液容腔与主轴冷却液进水通道和主轴冷却液出水通道连接，主轴冷却液进水通道与第一管接头和冷却液进水管连接，主轴冷却液出水通道与第二管接头和冷却液出水管连接，通过主轴冷却液的循环实现电主轴冷却。进一步的，第一凹槽的两侧分别设置有第二凹槽和第三凹槽，主轴冷却液密封套的两端与主体机壳上的第二凹槽和第三凹槽内的密封圈配合，利用主轴冷却液密封套将密封圈压紧；主轴冷却液进水通道、主轴冷却液出水通道和电机导线通道沿着主体机壳径向方向具有相应夹角分布排列。具体的，前轴承组件包括前轴承壳，前轴承壳固定在主体机壳的前端，前轴承壳内部具有前轴承润滑介质通道，前轴承壳的端面与定子组件之间设置有间隙，前轴承润滑介质通道连接第三管接头和前润滑介质导管，用于将润滑介质供应至前轴承组件置；前轴承组件上设置有第一前轴承和第二前轴承，振动传感器贴合第一前轴承的外圈安装，第一前轴承靠近主轴前端面的中心位置处设置有第一温度传感器。进一步的，第二前轴承靠近主轴后端面并与前轴承壳的轴承安装定位配合固定，第一前轴承和第二前轴承之间安装有前导液环，前导液环的两端具有若干个导液孔引导润滑介质进入第一前轴承和第二前轴承，实现第一前轴承和第二前轴承的润滑和冷却；第一安装孔的出口位置具有密封套管。具体的，后轴承组件包括第一后轴承和第二后轴承，第一后轴承靠近主轴前端面且其轴承外圈与滑动轴承座安装固定，第二后轴承靠近主轴后端面并与滑动轴承座的轴承安装定位配合固定，第一后轴承和第二后轴承之间安装有后导液环，后导液环的两端沿径向方向具有若干个导液孔引导润滑介质进入第一后轴承和第二后轴承，实现第一后轴承和第二后轴承的润滑和冷却，主机机壳和滑动轴承座之间设置有滑动座套。进一步的，滑动轴承座具有后轴承润滑介质通道，后轴承润滑介质通道与第四管接头和后润滑介质导管连接，用于将润滑介质供应至后轴承组件位置；滑动轴承座上设置有若干个用于安装预紧力弹簧的第三安装孔，预紧力弹簧内嵌在第三安装孔之中并通过与主体机壳的预紧力定位槽的配合输出轴承预紧力；滑动轴承座还具有第四安装孔，第四安装孔内具有第二温度传感器，用于测试后轴承组件的温度变化情况。具体的，机壳后端盖位于电主轴最后端并具有第一让位孔、第二让位孔、第三让位孔、第四让位孔和第五让位孔，第一让位孔用于引导安装第一管接头，第二让位孔用于引导安装第二管接头，第三让位孔用于引导安装第四管接头，第四让位孔用于电机供电线路穿过，第五让位孔用于引导第二温度传感器导线穿过，相位转速传感器组件的相位转速传感器读数头及相位转速传感器线路板安装于机壳后端盖上，用于获取电主轴运行状态信息。具体的，转子转轴的中段设置有若干个磁钢安装槽，磁钢安装槽沿转子转轴径向方向均匀分布ng个，每个磁钢安装槽内安装有np个转子磁钢片，其中ng、np不小于2，采用灌封和磁钢保护套将转子磁钢片紧固在转子转轴外侧，转子转轴在转子磁钢片两侧安装有前平衡环和后平衡环，前平衡环与第二前轴承的内圈配合定位，后平衡环与第一后轴承的内圈配合定位。具体的，定子组件包括定子铁芯，定子铁芯由若干片硅钢片堆叠而成，定子铁芯具有若干个倾斜的绕组绕线槽，对于极数为np、相数为nm的电主轴电机，每极每相槽数q＝ns/(npnm)为分数，若q最简分数的分母为d，则ns与d的最小公倍数为nl，绕组绕线槽的倾斜角度为θg＝2π/nl；绕组绕线槽内缠绕若干圈相互并绕的绕组绕线，绕组绕线内部嵌入有第三温度传感器并与电机供电线路连接，第三温度传感器用于测试定子组件的温度变化情况，绕组绕线的端面利用灌封实现绕线固化定位。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，采用永磁同步电机作为电主轴的核心动力部件，由此使得本专利技术的电主轴动力部件与主轴之间没有传递机构，相对于传统的机械式磨削主轴具有较高的转化效率、响应速度和加工精度。进一步的，主体机壳中部具有主轴冷却液容腔，主轴冷却液密封套两端与主体机壳上的第二凹槽和第三凹槽内的密封圈配合，用于防止主轴冷却液泄露，主体机壳的主轴冷却液容腔与主轴冷却液进水通道和主轴冷却液出水通道相连接，利用主轴冷却液的循环实现电主轴的冷却。进一步的，本专利技术磨削电主轴的后轴承组件具有滑动轴承座结构，该结构有效促进了电主轴前、后轴承预紧力的加载，并且在电主轴高速高精度运行过程中，能够有效释放由于发热等因素导致电主轴轴向长度变化而产生的应力，防止电主轴前、后轴承在此情况下由于承受了过大的载荷而导致抱死或损坏。进一步的，本专利技术磨削电主轴的主轴转子和电机转子为紧凑型一体化结构，电主轴电机的转子磁钢片直接安装在转子转轴的磁钢安装槽内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，其特征在于，包括主体机壳(9)，主体机壳(9)内设置有定子组件(5)，定子组件(5)套装在转子组件的转子转轴(60)上，主体机壳(9)与定子组件(5)之间设置有主轴冷却液容腔(13)，主体机壳(9)的一端依次设置有前轴承组件和机壳前端盖(11)，另一端依次设置有后轴承组件和机壳后端盖，前轴承组件和后轴承组件的轴承安装方向相反，前轴承组件上设置有振动传感器(7)，机壳后端盖上设置有相位转速传感器组件(6)，前轴承组件、定子组件(5)和后轴承组件上分别设置有温度传感器组件，后轴承组件通过可轴向滑动的轴承支撑结构实现轴承润滑介质的供给。/n

【技术特征摘要】
1.一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，其特征在于，包括主体机壳(9)，主体机壳(9)内设置有定子组件(5)，定子组件(5)套装在转子组件的转子转轴(60)上，主体机壳(9)与定子组件(5)之间设置有主轴冷却液容腔(13)，主体机壳(9)的一端依次设置有前轴承组件和机壳前端盖(11)，另一端依次设置有后轴承组件和机壳后端盖，前轴承组件和后轴承组件的轴承安装方向相反，前轴承组件上设置有振动传感器(7)，机壳后端盖上设置有相位转速传感器组件(6)，前轴承组件、定子组件(5)和后轴承组件上分别设置有温度传感器组件，后轴承组件通过可轴向滑动的轴承支撑结构实现轴承润滑介质的供给。


2.根据权利要求1所述的低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，其特征在于，主体机壳(9)上设置有第一凹槽，定子组件(5)设置在主轴冷却液密封套内，第一凹槽和主轴冷却液密封套采用过盈配合构成主轴冷却液容腔(13)，主轴冷却液容腔(13)与主轴冷却液进水通道和主轴冷却液出水通道连接，主轴冷却液进水通道与第一管接头和冷却液进水管连接，主轴冷却液出水通道与第二管接头和冷却液出水管连接，通过主轴冷却液的循环实现电主轴冷却。


3.根据权利要求2所述的低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，其特征在于，第一凹槽的两侧分别设置有第二凹槽和第三凹槽，主轴冷却液密封套的两端与主体机壳(9)上的第二凹槽和第三凹槽内的密封圈配合，利用主轴冷却液密封套将密封圈压紧；主轴冷却液进水通道、主轴冷却液出水通道和电机导线通道沿着主体机壳(9)径向方向具有相应夹角分布排列。


4.根据权利要求1所述的低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，其特征在于，前轴承组件包括前轴承壳(10)，前轴承壳(10)固定在主体机壳(9)的前端，前轴承壳(10)内部具有前轴承润滑介质通道，前轴承壳(10)的端面与定子组件之间设置有间隙，前轴承润滑介质通道连接第三管接头和前润滑介质导管，用于将润滑介质供应至前轴承组件置；前轴承组件上设置有第一前轴承(34)和第二前轴承(35)，振动传感器(7)贴合第一前轴承(34)的外圈安装，第一前轴承(34)靠近主轴前端面的中心位置处设置有第一温度传感器(33)。


5.根据权利要求4所述的低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，其特征在于，第二前轴承(35)靠近主轴后端面并与前轴承壳(10)的轴承安装定位配合固定，第一前轴承(34)和第二前轴承(35)之间安装有前导液环，前导液环的两端具有若干个导液孔引导润滑介质进入第一前轴承(34)和第二前轴承(35)，实现第一前轴承(34)和第二前轴承(35)的润滑和冷却；第一安装孔的出口位置具有密封套管。


6.根据权利要求1所述的低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴，其特征在于，后轴承组件包括第一后轴承(...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡振邦，顾苗苗，刘源，郝健，莫为，郭明路，闵琳，王洪彦，
申请(专利权)人：西安西微智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61