[实用新型]一种内置式超高速电主轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种内置式超高速电主轴，解决目前电主轴功率小，速度低回转精度不高的问题，该装置主要用于超高速磨床超高速磨削加工。

背景技术

传统的电主轴功率较小一般在20千瓦以下，转速在3000转/分以内，对应的砂轮线速度在80米/秒以内。这种装置存在的主要问题：1、功率不够大，生产效率难以提高。2、砂轮线速度限制在80米/秒以内，零件加工精度和生产节拍受到限制。3、由于受到功率和转速的限制无法实现超高速磨削加工工艺要求。4、回转精度不高。因此，对现有电主轴以及装置加以改进，以满足超高速磨削工艺要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种功率大、转速高且回转精度高的内置式超高速电主轴。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的内置式超高速电主轴，主轴的两端通过前轴承和后轴承安装在壳体上，在所述的前轴承和后轴承上分别周向均匀设有4个与所述的主轴对应的静动压油腔，在所述的壳体上设有压力油路及其节流器与所述的静动压油腔连通，前端盖设有与所述的主轴的台肩一侧对应且与所述的压力油路及其节流器连通的前端盖端面油腔，所述的前轴承设有与所述的主轴的台肩另一侧对应且与所述的静动压油腔连通的前轴承端面油腔，所述的壳体底部设有回油路，在所述的壳体的中部设有电机定子，在所述的主轴的中部设有与所述的电机定子对应的电机转子。

所述的主轴内安装有内置式超高速动平衡头及其动平衡传感器。

所述的前后轴承供油路的管道上设有温度传感器和温度控制装置。

所述的前轴承和后轴承与所述的主轴之间间隙为0.05mm。

所述的电机定子与电机转子之间有1-2mm间隙。

所述的电机定子和电机转子为内置式伺服主轴电机。

采用上述技术方案的内置式超高速电主轴，采用一种润滑液作为介质，润滑液增压后填充在主轴和轴承中间，将主轴和轴承隔离。润滑液在增压节流后进入轴承内腔，将主轴托起，使主轴在润滑液中悬浮。主轴和电机的转子联结成一体，电机定子和安装轴承的壳体联结在一起，电机通电后，电机转子带动主轴回转。本实用新型提供的大功率内置式超高速电主轴，采用伺服电机驱动功率为40-120千瓦，采用液体静动压轴承结构，其介质为高速主轴液体润滑液，液体介质将主轴和轴承隔离不发生金属接触，使主轴直径在φ100毫米时能达到15000转/分以上正常运转，使对应的砂轮线速达到300米/秒以上，使主轴轴承动刚度达到100公斤/微米。

本实用新型的工作原理是：利用流体力学原理，机电一体化原理，自动控制原理，设计节流器和静动压油腔，使主轴悬浮在润滑液中，主轴在高速回转中不发生金属接触，因少量摩擦产生的热量通过润滑液带走，主轴在高速回转中自动平衡装置能进行自动平衡，使主轴转速达到DN＝2×10⁶(D主轴直径，单位：毫米，N主轴转速，单位：转/分)。由于静动压油腔的复合作用，使主轴在超高速回转中能自动定心保持稳定工作。

本实用新型的显著特点是：

1、设有由主轴、静动压油腔组成的静动压轴承、主轴伺服电机、内置式动平衡装置、油泵、温度传感器、温度控制装置和油路组成的超高速电主轴，实现了纯液体摩擦，无金属接触，理论上无摩损。

2、设置于主轴内部的内置式动平衡装置，能在超高速回转下，实现在线动平衡，大大提高了主轴的转速。

3、采用特种润滑液减少了摩擦和发热，使主轴转速能达到DN＝2×10⁶

4、将主轴伺服电机设置于主轴中部，所构成的超高速电主轴结构紧凑，体积小，受力状况好，驱动力大。

5、设置于静动压轴承内的静压油腔和动压油腔组成的静动压复合油腔，大大提高了主轴在超高速情况下的动刚度和回转精度，使主轴轴承刚度达到100公斤/微米。

综上所述，本实用新型是一种结构简单，无金属接触，无磨损，摩擦系数小，高刚性，高回转精度，高寿命，超高速的内置式超高速电主轴，可广泛用于各种数控机床的主轴系统特别是超高速数控磨床的主轴系统。

附图说明

图1为本实用新型液压原理图

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的轴承部分结构示意图；

图4为本实用新型的轴承部分的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述，但本实用新型的保护范围并不限于实施例所描述的范围。