一种高速电主轴制造技术

本发明专利技术公开一种高速电主轴，包括电主轴预紧装置和气压调节装置，电主轴预紧装置中的弹簧与预紧环相互配合可以为电主轴提供确定的初始预紧力，使得电主轴的初始性能可靠；气压调节装置通过管道与气道向电主轴预紧装置内的空腔输送压缩气体，改变预紧环所承受的压力，使预紧环向前轴承施加动态载荷；气压调节装置中的智能控制器可加载不同转速下电主轴系统所对应的预紧力模型，控制输出气压，适时提供最佳预紧力，使电主轴在不同转速条件下的动力学性能达到最佳状态。

【技术实现步骤摘要】
一种高速电主轴
本专利技术涉及电主轴
，特别是涉及一种高速电主轴。
技术介绍
随着高速加工技术的迅速发展，电主轴已经成为加工中心的核心功能部件。电主轴是将机床主轴与主轴电机融为一体的技术，具有结构紧凑、惯性小、转速高、动态特性好等诸多优点。电主轴轴承预紧技术，对电主轴系统有着重要的影响。就传统方式而言，采用定位预紧的轴承，高速运转的轴系零件发热使长度尺寸发生变化时，预加载荷的大小也会相应发生变化；采用定压预紧的轴承，因采用弹性预加载荷装置，在低速重载的切削条件下，弹行件的变形会影响主轴的刚度。如果能根据电主轴系统的不同工况提供合适的预紧力，则能够较好地改善电主轴的性能，提高电主轴轴承系统的支撑轴承刚度、固有频率和临界转速、使用寿命、增强抗振能力。现有的变压预紧多采用液压油缸对轴承施加预紧力，但其结构复杂成本较高，精度控制较差，预紧效果不理想，不能满足电主轴多工况的工作条件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高速电主轴，以解决上述现有技术存在的问题，使得预紧控制装置能够根据电主轴的实时转速与实际工况对轴承的预紧力实施智能动态控制，提高电主轴的动力学性能，获得较高的工作稳定性。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种高速电主轴，包括电主轴预紧装置和气压调节装置；所述电主轴预紧装置包括前端盖、压盖、辅助轴承、轴承端盖、气道、隔套、弹簧、密封环、预紧环、前轴承、主轴轴芯、电机转子、电机定子、电主轴外壳、螺旋冷却水套、后端盖、轴承压盖、后轴承、隔环、底座、密封套、定位环和密封圈，所述电机转子套装于所述主轴轴芯的外部，所述电机转子与所述电机定子转动相连，所述电机定子套装于电主轴外壳内，所述电主轴外壳外套装有所述螺旋冷却水套；所述气压调节装置包括电磁换向阀、智能控制器、单向阀、气压表A、气源、气压表B、溢流阀、气动三大件和单向节流阀，所述气源与所述单向阀串联，所述气源与所述单向阀间连接有所述气压表A，所述单向阀与所述气动三大件串联，所述单向阀与所述气动三大件间连接有所述溢流阀，所述单向阀与所述溢流阀间连接有所述气压表B，所述气动三大件与所述电磁换向阀的一个通路相连，所述电磁换向阀的另一个通路与所述单向节流阀相连，所述电磁换向阀的出口通路与所述气道通过管路相连接，所述智能控制器对所述气源、所述气动三大件与所述电磁换向阀进行控制。优选地，所述主轴轴芯的两端分别套设有前轴承和后轴承，所述前轴承外部套装有所述预紧环，所述预紧环顶端与所述密封环相抵触，所述预紧环和所述密封环的外部套装有所述轴承端盖，所述轴承端盖的底端与所述电主轴外壳的顶端相抵触，所述轴承端盖的顶端与所述压盖通过螺钉固定连接，所述压盖顶端套设有所述前端盖，所述前端盖底端与所述辅助轴承相抵触，所述辅助轴承与所述前轴承间靠近所述主轴轴芯的内侧套装有所述隔套；所述后轴承外部套装有所述轴承压盖，所述轴承压盖外部套装有所述后端盖，所述后端盖的顶端与所述电主轴外壳的底端相抵触，所述后端盖的底端与所述底座的顶端相抵触，所述后轴承的底端与所述隔环相抵触，所述隔环套设于所述主轴轴芯的底端。优选地，所述轴承端盖上开设有气道，所述气道外口与所述气压调节装置通过管道相连接，所述轴承端盖与所述预紧环间形成空腔，所述气道内口与所述空腔相通。优选地，所述预紧环上开设有多个凹槽，所述凹槽沿周向均匀分布，所述弹簧设置于所述凹槽内并于所述轴承端盖相抵触。优选地，所述密封环与所述预紧环上有装有多个所述密封圈。优选地，所述压盖内侧装有密封套，所述压盖与所述辅助轴承间远离所述主轴轴芯的一侧装有定位环。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：1.电主轴预紧装置中的弹簧与预紧环相互配合可以为电主轴提供确定的初始预紧力，使得电主轴的初始性能可靠；2.气压调节装置通过管道与气道向电主轴预紧装置内的空腔输送压缩气体，改变预紧环所承受的压力，使预紧环向前轴承施加动态载荷，反应迅速；3.气压调节装置中的智能控制器可加载不同转速下电主轴系统所对应的预紧力模型，控制输出气压，适时提供最佳预紧力，使电主轴在不同转速条件下的动力学性能达到最佳状态。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为高速电主轴结构示意图；图2为电主轴预紧装置结构示意图；图3为气压调节装置结构示意图；其中，1为电主轴预紧装置，11为前端盖，12为压盖，13为辅助轴承，14为轴承端盖，15为气道，16为隔套，17为弹簧，18为密封环，19为预紧环，110为前轴承，111为主轴轴芯，112为电机转子，113为电机定子，114为电主轴外壳，115为螺旋冷却水套，116为后端盖，117为轴承压盖，118为后轴承，119为隔环，120为底座，121为密封套，122为定位环，123为密封圈，2为气压调节装置，21为电磁换向阀，22为智能控制器，23为单向阀，24为气压表A，25为气源，26为气压表B，27为溢流阀，28为气动三大件，29为单向节流阀。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种高速电主轴，以解决上述现有技术存在的问题，使得预紧控制装置能够根据电主轴的实时转速与实际工况对轴承的预紧力实施智能动态控制，提高电主轴的动力学性能，获得较高的工作稳定性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。请参考图1-3，其中，图1为高速电主轴结构示意图，图2为电主轴预紧装置结构示意图，图3为气压调节装置结构示意图。本专利技术提供一种高速电主轴，包括电主轴预紧装置1和气压调节装置2；电主轴预紧装置1包括前端盖11、压盖12、辅助轴承13、轴承端盖14、气道15、隔套16、弹簧17、密封环18、预紧环19、前轴承110、主轴轴芯111、电机转子112、电机定子113、电主轴外壳114、螺旋冷却水套115、后端盖116、轴承压盖117、后轴承118、隔环119、底座120、密封套121、定位环122和密封圈123，电机转子112套装于主轴轴芯111的外部，电机转子112与电机定子113转动相连，电机定子113套装于电主轴外壳114内，电主轴外壳114外套装有螺旋冷却水套115；气压调节装置2包括电磁换向阀21、智能控制器22、单向阀23、气压表A24、气源25、气压表B26、溢流阀27、气动三大件28和单向节流阀29，气源25与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速电主轴，其特征在于，包括：电主轴预紧装置和气压调节装置；/n所述电主轴预紧装置包括前端盖、压盖、辅助轴承、轴承端盖、气道、隔套、弹簧、密封环、预紧环、前轴承、主轴轴芯、电机转子、电机定子、电主轴外壳、螺旋冷却水套、后端盖、轴承压盖、后轴承、隔环、底座、密封套、定位环和密封圈，所述电机转子套装于所述主轴轴芯的外部，所述电机转子与所述电机定子转动相连，所述电机定子套装于电主轴外壳内，所述电主轴外壳外套装有所述螺旋冷却水套；/n所述气压调节装置包括电磁换向阀、智能控制器、单向阀、气压表A、气源、气压表B、溢流阀、气动三大件和单向节流阀，所述气源与所述单向阀串联，所述气源与所述单向阀间连接有所述气压表A，所述单向阀与所述气动三大件串联，所述单向阀与所述气动三大件间连接有所述溢流阀，所述单向阀与所述溢流阀间连接有所述气压表B，所述气动三大件与所述电磁换向阀的一个通路相连，所述电磁换向阀的另一个通路与所述单向节流阀相连，所述电磁换向阀的出口通路与所述气道通过管路相连接，所述智能控制器对所述气源、所述气动三大件与所述电磁换向阀进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种高速电主轴，其特征在于，包括：电主轴预紧装置和气压调节装置；
所述电主轴预紧装置包括前端盖、压盖、辅助轴承、轴承端盖、气道、隔套、弹簧、密封环、预紧环、前轴承、主轴轴芯、电机转子、电机定子、电主轴外壳、螺旋冷却水套、后端盖、轴承压盖、后轴承、隔环、底座、密封套、定位环和密封圈，所述电机转子套装于所述主轴轴芯的外部，所述电机转子与所述电机定子转动相连，所述电机定子套装于电主轴外壳内，所述电主轴外壳外套装有所述螺旋冷却水套；
所述气压调节装置包括电磁换向阀、智能控制器、单向阀、气压表A、气源、气压表B、溢流阀、气动三大件和单向节流阀，所述气源与所述单向阀串联，所述气源与所述单向阀间连接有所述气压表A，所述单向阀与所述气动三大件串联，所述单向阀与所述气动三大件间连接有所述溢流阀，所述单向阀与所述溢流阀间连接有所述气压表B，所述气动三大件与所述电磁换向阀的一个通路相连，所述电磁换向阀的另一个通路与所述单向节流阀相连，所述电磁换向阀的出口通路与所述气道通过管路相连接，所述智能控制器对所述气源、所述气动三大件与所述电磁换向阀进行控制。


2.根据权利要求1所述的一种高速电主轴，其特征在于，所述主轴轴芯的两端分别套设有前轴承和后轴承，所述前轴承外部套装有所述预紧环，所述预紧环顶端与所述密封环相抵触，所述预紧环和所述密封环的外部套装有所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴野，王琳，刘妍妍，王建辉，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23