[发明专利]一种气浮电主轴

说明书

技术领域

本发明涉及加工设备技术领域，尤其涉及一种气浮电主轴。

背景技术

电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。随着经济发展和技术腾飞的需求，越来越多的新技术不断涌现，机械加工行业也在异军突起，尤其是占据领先地位的电主轴行业技术创新非常明显。由于油泵、油嘴磨削，有色金属的成型加工以及高光行业的精度越来越高，迫使电主轴向着高转速和高功率方向发展。传统的滚珠轴承电主轴受制于轴承的限制，其转速很难进一步提高。因此，电主轴行业的高转速必须在气浮主轴上进行研发。

现有气浮高速电主轴的功率(﹤1.5Kw)往往不如滚珠轴承，这主要是因为受到气浮轴芯的结构限制。如图1-2所示，为了节省空间，现有气浮轴芯多采用嵌铜鼠笼结构，其转子部件以嵌铜方式固定在轴芯上。也就是说，在轴向方向上，铜鼠笼转子不会向外凸出轴芯，与轴芯的外壁是平齐的。虽然，节省了一部分空间，然而，嵌铜工艺复杂，使得轴芯的加工周期偏长，良品率低，且嵌铜工艺往往需要使用硬磁材料，材料选择范围小；并且，需要以轴芯为导磁材料，导致电主轴电机磁损较大，发热严重，极大地影响了电主轴的加工成本与使用性能；同时，轴芯材料既要满足耐腐蚀性，又必须具备良好的导磁性，要求较苛刻。并且，现有的气浮高速电主轴存在运行平稳度欠佳，散热效果不好的现象。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种气浮电主轴，该气浮电主轴简化了轴芯的加工工艺，加工容易，结构简单、紧凑，既节约了生产成本，也延长了主轴的使用寿命，且运行平稳，散热效果好。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种气浮电主轴，包括机体、轴芯组件、动力组件、铝水套、气缸、上轴承组件、下轴承组件、推力轴承组件和盖板组件；所述机体为空腔结构，在所述机体的壁面内沿轴向方向分别设置有进气主通道和回气通道；所述轴芯组件包括转轴段和夹头段；所述转轴段和所述夹头段均为中空结构，所述夹头段上设置有轴肩；所述转轴段设置于所述机体内，其下部匹配套设并固定于所述夹头段上，且与所述轴肩承接；所述轴肩从所述机体的底部横向伸出；所述动力组件包括铜转子和定子组件，所述铜转子匹配套设并固定于所述转轴段上；所述定子组件设置于所述机体的内壁上，并与所述铜转子相对应；所述上轴承组件设置于所述转轴段的上部，并与所述转轴段之间形成有第一间隙；所述下轴承组件设置于所述转轴段的下部，并位于所述轴肩上方，所述下轴承组件与所述转轴段之间形成第二间隙，与所述轴肩之间形成有第三间隙；所述推力轴承组件设置于所述夹头段上，并位于所述轴肩下方，所述推力轴承组件与所述轴肩之间形成有第四间隙；所述盖板组件设置于所述推力轴承组件的底部；所述铝水套设置于所述上轴承组件的顶部；所述气缸设置于所述铝水套的顶部，其配设的活塞杆穿过所述铝水套并伸入所述转轴段内；所述铝水套内设置有进气口、出气口和第一气路；所述上轴承组件内设置有与所述第一间隙相通的第二气路；所述下轴承组件内设置有与所述第二间隙、第三间隙均相通的第三气路；所述推力轴承组件内设置有与所述第四间隙相通的第四气路；所述铝水套的进气口与所述第一气路的进气口连接，所述第一气路的出气口与所述进气主通道的进气口连接；所述第二气路、第三气路、第四气路的进气口均与所述进气主通道连通，它们的出气口均与所述回气通道连通，所述回气通道与所述铝水套出气口连通。

需要说明的是：定子组件是电动机静止不动的部分。定子组件由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场，而转子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生(输出)电流。铜转子是由转子冲片叠在一起压制而成的，可单独取出，加工简单。转子冲片能够减少涡流损耗，且用良好的电工钢冲压而成，其导磁性优于转轴段材料。