[发明专利]一种节能机床主轴驱动机构及其配套稀土永磁电机

说明书

技术领域

本发明涉及机床制造技术领域，特别是一种节能机床主轴驱动机构及其配套稀土永磁电机。

背景技术

我国现有普通机床大都采用三相异步电机经一级皮带传动，然后由床头箱进行二、三次齿轮变速，实现传动工作，但这种结构存在以下的不足之处：

相配套的三相异步电机一般转速为1400转/m或2800转/m，而普通机床适用的工作转速一般在50～2500转/S之间，因此，必须采用皮带和齿轮进行多极变速。这种传动方法存在明显的机械损耗，一般一级皮带传动的机械损耗在4～7%，一级齿轮传动的机械损耗在1～3%。

机床工作过程中要反复地正、反转和空运行，三相异步电机启动电流大，一般在2～6倍，特别是反转电机正转时的工作惯量大，立即反转时反转启动电流特别大，超过6倍的额定电流，因此，不仅耗能且系统冲击大，容易损坏元器件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能机床主轴驱动机构及其配套稀土永磁电机，该机构结构紧凑，布局合理，构件少，易于制造、装拆、维护，使用效果好。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种节能机床主轴驱动机构及其配套稀土永磁电机，包括主轴箱以及内装于主轴箱内的永磁电机和机床主轴，所述永磁电机包括电机定子和用于带动机床主轴运转的电机转子，所述永磁电机的电机机壳由设于主轴箱内侧壁上的两支撑环体支撑连接，以在电机机壳外侧壁、主轴箱内侧壁以及两支撑环体之间形成一密封的冷却流体流通腔道。

在本发明一实施例中，所述主轴箱位于两支撑环体之间的侧壁上分别开设有一冷却流体进口和一冷却流体出口，以向所述流通腔道中注入及排出冷却流体，所述主轴箱位于两支撑环体之间的侧壁上还设有一冷却流体测温探头固定座，以安装用于探测流通腔道中冷却流体温度的测温探头。

在本发明一实施例中，所述电机转子将矩形柱状的稀土永磁材料内嵌于电机转子冲片的柱状槽内，所有柱状槽排列成正多边形且各柱状槽端部之间相隔一定距离以形成空气隔磁空间，各柱状槽端部之间的距离为1.5～1.7mm，各柱状槽端部离电机转子外径的距离为1.2～1.4mm，采用非导磁胶将稀土永磁材料和电机转子冲片胶合在一起并填满空气隔磁空间，然后采用螺栓连接件将多个电机转子冲片固定成环形柱体。

在本发明一实施例中，所述机床主轴中部锥度部位上套设有锥度轴套，所述锥度轴套由轴套定位锁紧螺母锁紧固定在机床主轴的锥度部位上；所述电机转子冷压固定于机床主轴的锥度轴套上，并在电机转子与锥度轴套之间采用键连接；所述电机转子前端与锥度轴套的轴向之间设有垂直于轴向的电机转子轴向定位调节片，电机转子后端由电机转子定位锁紧螺母锁紧固定在锥度轴套上。

在本发明一实施例中，所述电机定子冷压固定于圆筒形电机机壳中，以便于电机定子与电机机壳的整体装拆，所述电机机壳冷压固定于主轴箱内，使电机机壳外周部与所述两支撑环体形成过盈配合，以在电机机壳外周部与支撑环体之间形成紧密的密封面，保证冷却流体流通腔道的密封性。

在本发明一实施例中，所述主轴箱后端部开设有大于电机机壳的电机安装通孔，以将电机机壳压入所述主轴箱内并与支撑环体相配合，所述电机安装通孔上装设有主轴箱后端轴承座，所述主轴箱后端轴承座经后轴承组与所述机床主轴转动连接；所述主轴箱前端部成型有轴承安装定位腔，所述轴承安装定位腔经前轴承组与所述机床主轴转动连接。

在本发明一实施例中，所述主轴箱后端轴承座的后部设有后轴承组调隙机构，所述主轴箱内腔的前端设有前轴承组调隙机构。

在本发明一实施例中，所述电机机壳前端面主轴箱止口位置开设有若干螺纹连接孔，所述主轴箱腔内该止口端面上对应开设有公称直径大于所述螺纹连接孔的螺纹通孔，以在安装时采用与所述螺纹连接孔直径相当的螺栓将电机机壳和主轴箱固定连接，对电机机壳进行轴向和周向定位，或者在拆卸时旋入与所述螺纹通孔直径相当的螺栓将电机机壳顶出；所述主轴箱前侧上部设有可打开的主轴箱箱盖，以便于永磁电机的装拆、维护以及前轴承组间隙的调整。

在本发明一实施例中，所述机床主轴伸出主轴箱外的后端部上设有编码器脉冲信号取样圈。