[实用新型]一种具有弓字型包络状冷却水道的在线温度检测电主轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在线温度检测电主轴，尤其是指一种具有弓字型包络状冷却水道便于安装传感器的电主轴。 

背景技术

在现代数控机床技术的发展过程中，高速加工技术(HSC)不但能快速加工出质量合格的零件，而且能提高一个企业的市场快速反应能力，高速加工技术主要以高速电主轴为基础，更加深入的了解电主轴特性才能够突破目前我国主轴重要部件主要依靠进口的状态。 

机床电主轴运转时，由于轴承的高速摩擦以及内置电机能量损耗转化为热量，引起主轴部件升温。高速旋转状态下主轴多个支撑轴承和电机转子是电主轴多区段的主要热源，会直接导致主轴热变形，改变轴承的预紧状况，影响电主轴的加工精度，长期高温会使电机的绝缘下降，电机老化，严重的甚至烧毁轴承，导致主轴损坏。了解电主轴内部温度分布，建立温度、热扩散、热变形、振动耦合规律的数学模型，是主轴系统热力学分析的一个关键。 

通常电主轴具有冷螺旋冷却包裹轴承与内置电机部分，水道复杂形式各异，使的一体化温度传感器探头很难测量需测试位置导致冷却水道漏水等，且较难实现温度均布测量。由于主轴内部结构不便于温度测量，温度分布情况大多数是依据数学计算推理或仿真分析完成，至于主轴内部具体的温度分布情况没有精确地数据作为指导，因此开发一种具有特殊冷却水道，便于安装传感器的电主轴，对于设计人员与研究人员意义重大。 

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种便于温度性能测试电主轴的机构，本机构在保证电主轴冷却效果的同时，留出传感器传感测试区，结构简单，方便操作。 

本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：一种具有弓字型包络状冷却水道的在线温度检测电主轴，电主轴有定子及转子，在壳体和前轴承座上有冷却水道，其特征是：冷却水道分别设置于壳体与定子套筒之间和壳体与前轴承座之间，壳体与定子间的冷却水道呈弓字状包络主轴，设置于壳体内表面，水道出水口与入水口中间部分不设置水道，壳体与前轴承座间的冷却水道呈环形，设置于前轴承座外壁，一体化温度传感器测量区域设置于不设水道的弓字形水道缺口处。 

所述弓字形水道包容定子，并在进出水口间主轴轴向区域不相接。出水口与入水口设置于壳体，并与冷却水道相连。一体化温度传感器测量区域设置于弓字形水道缺口处，所在区域主轴轴向不设冷却水道，其余部分壳体与套筒的冷却水道呈弓字形包络定子。一体化温度传感器测量区域设有数个传感器探头通道。 

本实用新型的优点是，电主轴定子与轴承处均设有冷却水道，保证电主轴处于正常工作温度，主轴轴向设置专门的一体化温度传感器测量区域，此区域不设水道，在主轴上开设多组传感器探头通道不会损坏冷却水道，并且在此轴向区域可设置成组传感器了解主轴温度分布温度梯度。 

附图说明

图1是本实用新型的电主轴结构示意图。 

图2是本实用新型的一体化温度传感器装配在测试用电主轴示意图。 

图3是本实用新型的水道结构示意图。 

图中：1.前轴承座2.转子3.定子4.轴套5.冷却水道5001.入水口5002.弓字型冷却水道5003.前轴承环形冷却水道5004.出水口6.壳体7.一体化温度传感器 

具体实施方式

如图1所示，冷却水道(5)分别设置于壳体(6)与套筒(4)之间和壳体(6)与前轴承座(1)之间，壳体(6)与定子(3)间的冷却水道呈弓字状(如图3)包络主轴，设置于壳体内表面。水道出水口(5004)与入水口(5001)中间部分不设置水道，此区域为一体化温度传感器测量区域。壳体(6)与前轴承座(1)间的冷却水道呈环形(如图3)，设置于前轴承座外壁。 

如图3所示，当电主轴高速运转时，冷却水从入水口(5001)流入弓字型冷却水道(5002)冷却主轴定子，然后流经前轴承环形冷却水道(5003)冷却前轴承，最终从出水口(5004)流出，构成对内部定子(3)的循环冷却系统，从而达到是主轴降温的目的。 

结合图2与图3，所述一体化温度传感器测量区域设置于不设水道的弓字形水道(5002)缺口处。其中一体化温度传感器(7)放置于进出水口中间与轴向平行(如图3所示)弓字形水道(5002)缺口处。图2所示为等间距设置7支一体化温度传感器(7)，用以测量定子(3)轴向不同位置温度。