[发明专利]无油雾高速电主轴

说明书

技术领域

本发明涉及高速电主轴，尤其涉及轴承加工行业的无油雾高速电主轴。

背景技术

电主轴是“高频主轴”(High Frequency Spindle)的简称，有时也称作“直接传动主轴”(Direct Drive Spindle)，是内装式电机主轴单元。电主轴把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，具有结构紧凑、机械效率高、可获得极高的回转速度、回转精度高、噪声低、振动小等优点，因而在现代机床，尤其是数控机床中获得了愈来愈广泛的应用。轴承制造业尤为极普遍应用。

根据主轴转速的不同，电主轴通常分为低速电主轴和高速电主轴。高速电主轴一般是指轴承的DN值达到100～200万的电主轴。由于高速电主轴的主轴轴承处于急剧的高速摩擦状态，并且承受高温、高负载，因此高速电主轴的润滑相当重要。

高速电主轴在运转时会产生大量热量，引起主轴升温，因此，与低速电主轴不同，高速电主轴常采用油雾润滑、油气润滑、喷射润滑这样的润滑方式，而不采用脂润滑(原因在于其会因主轴升温而挥发，油脂无法长期保持在轴承内)。所谓油雾润滑，是利用压缩空气，经过净化处理后，依靠专用的喷雾装置将专用油液喷成雾化状态，并且利用压缩空气将油雾强制性送入电主轴的轴承部位，对高速轴承进行润滑。在采用油雾润滑的润滑方式时，制造压缩空气需要耗费大量能源，一般平均每台电主轴需要配备2～2.5kW空压机功率，耗电量很大，而且，每台电主轴平均每天要添加专用主轴油1～2kg，耗油量大。另外，在油雾润滑的润滑方式中，由于油雾在通过电主轴轴承之后，即刻被排放到大气中，因此还会造成严重的环境污染，损害员工身体健康。

另一方面，由于高速电主轴的转速可达到每分钟6万转以上，轴承的DN值达到100～200万，因此不可能采用接触式的密封结构。例如，在将以往的采用非接触式密封结构的电主轴结构应用于轴承磨床时，如果关闭气雾润滑，使得电主轴内没有正压压缩空气，由于轴承磨床工作时伴有大量的磨削冷却液的喷射、溅射，冷却液里含有的磨削铁屑、砂轮的脱粒及杂物等颗粒物会混入电主轴的轴承，因此容易引起轴承受力的改变，使得主轴产生异音，甚至于停转。这会导致电机线圈被烧毁。在采用水性冷却液时，危害更大。

同时，非接触式密封结构利用的是两个平面间气体、液体的张力来实现密封的效果，必须将相对运动的两个工件之间的间隙控制在一定范围。间隙太小，工作中容易产生摩擦，容易损坏轴承，间隙太大则不会有密封效果。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种能有效避免油雾造成的环境污染、损害员工身体健康并且能够节约能源的无油雾高速电主轴。

另外，本发明的另一目的在于提供一种在高速旋转时能有效防止外部的颗粒物混入轴承的无油雾高速电主轴。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种无油雾高速电主轴，其具有外壳、被该外壳的内部所形成的收容空间收容的定子及转子，利用设置于所述外壳的轴承设置部的轴承，所述转子以与所述定子隔开间隙相对的方式旋转自如地支承在所述外壳上，其中，在所述轴承设置部填充有润滑脂，该润滑脂是将基础油作为主要成分并含有纳米抗磨添加剂的聚脲全合成脂。

另外，本发明的第二方面提供一种无油雾高速电主轴，其具有外壳、被该外壳的内部所形成的收容空间收容的定子及转子，利用设置于所述外壳的轴承设置部的轴承，所述转子以与所述定子隔开间隙相对的方式旋转自如地支承在所述外壳上，其中，在所述轴承设置部的外侧以覆盖该轴承设置部的方式设置有迷宫式密封结构，该迷宫式密封结构具有与大气连通的通路，在所述外壳上设有通孔，该通孔的一端在所述收容空间中开口，所述通孔的另一端与所述迷宫式密封结构的所述通路连通。较为理想的是，在所述轴承设置部填充有润滑脂，该润滑脂是将基础油作为主要成分并含有纳米抗磨添加剂的聚脲全合成脂。

在本发明的第一方面或第二方面的无油雾高速电主轴中，较为理想的是，所述基础油是植物油、动物油、矿物油及合成油中的任一种。所述纳米抗磨添加剂优选为纳米铜颗粒。

在本发明的第一方面或第二方面的无油雾高速电主轴中，较为理想的是，所述纳米抗磨添加剂的重量占所述润滑脂的总重量的3～8％。

在本发明的第一方面或第二方面的无油雾高速电主轴中，较为理想的是，所述迷宫式密封结构是多道次的迷宫式密封结构。