[发明专利]一种机床主轴轴承用冷却结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机床部件的结构，尤其涉及机床主轴轴承用冷却结构。

背景技术

机床主轴轴承的温升在国家标准中已有明确要求，如国家标准当中就明确要求其温升不得超过40゜，最高温度不得超过70゜，同时温度过高会严重缩短轴承的寿命。在负荷不大的情况下可以选择轻型轴承结构，这样也可以有效降低轴承的温升。但在一些需要重载荷的情况下必须使用重型轴承，而且出于机床主轴内孔过料的要求，机床主轴轴承型号一般用得比较大，滚动体与滚道接触面积也大，在同样的转速下线速度高，所以该类型轴承在中高速时发热严重，不仅影响机床精度，严重时还会在短时间内使轴承出现点蚀、滚道烧伤等状况，直接造成轴承的报废。

发明内容

出于结构需要，机床主轴轴承两端的结构为：一端是用于轴承定位的箱体轴承台阶，另一端是带有密封结构的轴承端盖，故而该处的空气流通性比较差，严重阻碍热量的扩散，从而使轴承温度快速上升，造成精度的损失或使用寿命的缩短；同时使用油脂润滑时会阻碍热量的扩散，而使用稀油润滑时因其流量太小亦起不到冷却作用。

本发明所采取的技术方案为：在机床主轴轴承后端增加一个散热风扇，该风扇的叶片向一侧倾斜，在旋转时能够形成垂直于端面的气流。主轴旋转时带动风扇转动，形成一个环主轴沿轴向吹动的气流，通过轴承滚动体与滚道之间的间隙，将轴承旋转产生的热量沿轴向带到箱体外部，从而达到散热的目的。

机床主轴轴承温度在其额定转速中的中低速以下发热量是非常小的，主要发热的转速还是集中在中高速以上。所以虽然冷却风扇在随主轴旋转的时候在中低速时风量小，散热效果差，但主轴轴承因转速低同样产生的热量少，轴承温度变化不大；在主轴中高速旋转时轴承转速高，发热量大，但是散热风扇同样转速高，散热快，故而能起到散热的作用。

附图说明

图1是本发明方案示意图

图2是本发明方案立体图。

具体实施方式

风扇直径与轴承外径大致相当，内孔与主轴外径相配合，靠近轴承端设有多片风扇叶，其倾斜方向与主轴正转方向相反。

将散热风扇固定于主轴上，位置位于轴承内侧且靠近轴承处，风扇与轴承之间不能有齿轮、法兰盘等零部件阻挡。

主轴旋转时带动冷却风扇一起转动，产生的气流在通过轴承时即将其热量一起带走，起到降低轴承的作用。

由于风扇产生气流的方向是固定的，所以当主轴在正转时风扇产生的气流是吹向轴承，起到冷却轴承的作用；当主轴在反转时风向相反，无法冷却轴承，但主轴反转的机率非常低，尤其随着数控机床的普及，将驱动轴正反进给与机床主轴正反转分开，使用主轴反转的概率更加低了，故此主轴反转时轴承冷却不予以考虑。

经过加装冷却风扇之后轴承的散热条件得到明显改善，有效降低了轴承在极限转速时的温升，从而更加有利于轴承的精度保持及延长使用寿命。