[发明专利]用于航空构件加工的大功率电主轴转子内热管冷却装置

说明书

本发明提供了用于航空构件加工的大功率电主轴转子内热管冷却装置，包括位于电主轴内的拉刀杆、内流体通道轴、环形内热管体、拉杆压块热管冷却组合体及内冷回转接头；轴芯和环形内热管体之间形成密封腔体，沿环形内热管体外壁和轴芯内壁周向均设置有多个毛细槽，密封腔体抽成真空，在密封腔体内注入低温热管介质，轴芯与环形内热管体便构成环形热管；内流体通道轴的两端分别置于内冷回转接头的内腔和拉刀杆的内腔中；内冷回转接头、内流体通道轴、拉刀杆及拉杆压块热管冷却组合体上均设置冷却通道，拉杆压块热管冷却组合体内壁设置有冷却槽；拉杆压块热管冷却组合体与环形内热管体结合面间加入导热胶。本发明能够实现在轴芯内部稳定冷却。

技术领域

本发明属于航空部件加工技术领域，尤其涉及用于航空构件加工的大功率电主轴转子内热管冷却装置。

背景技术

现有航空结构件机械加工余量特别大，余量甚至达到材料的80%以上；主轴功率大、转速高，加工过程发热大，切削效率高。尤其是针对稀土永磁同步电主轴的轴芯与电机转子一体，转子温升高会造成主轴热伸长，影响加工精度。现有对电主轴冷却方法主要为给电机定子及轴承冷却，而对转子的冷却为业界难题。

即便是已经存在的少部分对电机转子的冷却方式，也大都采用在轴芯外部形成冷却通道，并通入冷却水进行冷却的方式，如此的冷却方式虽然能够解决少部分的电机转子冷却问题，但是该种冷却方式的转子必须配备转子套，并不能适用无转子套的主轴转子冷却，更重要的是该种轴芯外部对转子冷却的方式非常容易出现对电气部分绝缘的影响，同时液体冷却介质不稳定流动而轴芯外部冷却槽直径较大对高速动平衡性能会造成影响。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明通过对冷却结构设计，利用热管技术对立式安装稀土永磁同步电主轴的转子长度部分转子内孔直接冷却，以达到配合冷却设备把转子及主轴轴芯温升控制在需要范围，进而达到控制主轴轴芯热伸长、稳定轴向尺寸精度目标。

具体的，本发明提供一种用于航空构件加工的大功率电主轴转子内热管冷却装置，包括位于电主轴内的拉刀杆、内流体通道轴、环形内热管体、拉杆压块热管冷却组合体及固定连接在所述电主轴的后缸盖上的内冷回转接头。

所述环形内热管体套接在所述拉刀杆外侧，并嵌设在所述轴芯内腔中；所述轴芯和所述环形内热管体之间形成密封腔体，沿所述环形内热管体外壁和所述轴芯内壁周向均设置有多个毛细槽，所述毛细槽分布在所述密封腔体内，所述密封腔体内抽真空，并注入低温热管介质形成环形热管。

所述拉杆压块热管冷却组合体套设在所述拉刀杆端部外侧，且所述拉杆压块热管冷却组合体和所述环形内热管体接触端加入导热胶形成密切配合，所述拉杆压块热管冷却组合体、所述环形内热管体、所述拉刀杆及所述轴芯一同通过轴承组件转动连接在所述电主轴的壳体内部。

所述内流体通道轴的两端分别置于所述内冷回转接头的内腔和所述拉刀杆的内腔中，且所述内流体通道轴与所述内冷回转接头内腔固定连接，所述内流体通道轴与所述拉刀杆内腔之间可相对转动。

所述内冷回转接头侧壁分别开设有进液孔和排液孔；所述内冷回转接头、所述内流体通道轴、所述拉刀杆及拉杆压块热管冷却组合体上均设置冷却通道，所述拉杆压块热管冷却组合体内壁设置有冷却槽，由所述进液孔进入的冷却液经由所述冷却通道后最终通入所述冷却槽内，再由所述冷却通道进入所述排液孔被排出。

作为本发明的进一步说明，所述拉杆压块热管冷却组合体包括拉杆压块热管冷体和热管冷体衬套，所述热管冷体衬套设置在所述拉杆压块热管冷体内部，所述拉杆压块热管冷体和所述环形内热管体的接触端通过加入导热胶形成密切配合，所述冷却槽设置在所述拉杆压块热管冷体内壁。

作为本发明的进一步说明，所述冷却通道包括：

沿所述内流体通道轴轴向分布的通道轴进液内孔和通道轴出液内孔；

沿所述内流体通道轴径向分布的第一侧向孔、第二侧向孔、第三侧向孔和第四侧向孔；