[发明专利]一种电主轴散热装置

说明书

本发明涉及一种电主轴散热装置，包括电主轴线圈散热装置、轴承散热装置、热交换器、节流阀。电主轴线圈散热装置包括第一散热配流盘、第一导流板、第二导流板，两导流板沿两条平行的螺旋线分布，二者构成正反流向的两个流道。轴承散热装置包括散热配流盘，散热配流盘的上方沿圆周方向被隔热板均匀分成若干独立空间用于对轴承不同发热部位进行精准散热。热交换器包括制冷室、制热室以及鳍片，用于将恒温制冷液、恒温制热液、电主轴水冷液三者隔离同时进行热交换。节流阀由伺服电机控制其开口大小，以限制恒温制冷液、恒温制热液的流量。本发明的电主轴线圈、轴承轴向散热均匀，可根据线圈、轴承具体温度自动调配散热液温度进行降温。

技术领域

本发明涉及一种散热装置，具体涉及一种将轴承散热装置沿周向分成若干均等的散热模块，可对轴承某局部高发热点进行精准冷却，实现在轴承外圈局部发热量较大的时候仍保持轴承周向温度均匀的电主轴散热装置。

背景技术

电主轴在工作时，其发热位置主要集中在电主轴线圈以及主轴两端轴承上；电主轴线圈的发热会将热量传递到主轴引起主轴热变形影响加工精度，同时线圈受热会引起内阻升高，内阻升高反过来消耗更多功率用于发热，这降低电主轴有效功率输出；从长期来看，电主轴线圈发热会引起线圈绝缘层老化，影响电主轴使用寿命；由于电主轴在工作时受切削力的作用以及轴承自身制造、装配误差，轴承的发热、磨损是不可避免的，轴承发热会加速轴承的磨损，故降低轴承工作时的温度，有助于延长轴承寿命。

水冷散热系统是电主轴常用的散热系统，但目前水冷系统还存在两个问题：一、还无法实现主轴线圈以及轴承保持在恒定的较低的温度，即，当电主轴在高速大负载的工况下，即使有水冷散热系统，电主轴温度仍会升高且保持在较高温度；二、目前电主轴线圈以及轴承散热流道设计不够完善，即，当线圈受热时，散热流道仅允许散热液从一端进入，一端出来，这会引起线圈和轴承在轴向散热不均；同时，主轴在切削时，总是单向受力，这会引起轴承外圈某个方向受力过大，因而发热量会沿着轴承圆周方向分布不均；目前电主轴散热系统仅完成了单一温度散热液无差别地统一散热，还没实现根据轴承具体某点发热量的不同，自动调节散热液温度进行散热。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种将轴承散热装置沿周向分成若干均等的散热模块，可对轴承某局部高发热点进行精准冷却，实现在轴承外圈局部发热量较大的时候仍保持轴承周向温度均匀的电主轴散热装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种电主轴散热装置，所述电主轴散热装置包括：电主轴线圈散热装置、轴承散热装置、热交换器、节流阀。

电主轴线圈散热装置包括第一散热配流盘、第一导流板、第二导流板，两导流板沿两条平行的螺旋线分布，二者构成正反流向的两个流道。

轴承散热装置包括散热配流盘，散热配流盘的上方沿圆周方向被隔热板均匀分成若干独立空间用于对轴承不同发热部位进行精准散热。

热交换器包括制冷室、制热室以及鳍片，用于将恒温制冷液、恒温制热液、电主轴水冷液三者隔离同时进行热交换。

节流阀由伺服电机控制其开口大小，以限制恒温制冷液、恒温制热液的流量。

在本发明的具体实施例子中，所述电主轴线圈散热装置包括第一出水口、电主轴外壳、第二出水口、定子线圈、第一散热配流盘、第一进水口、第一密封圈、第二进水口、第二密封圈、第一导流板、第二导流板、第一热传感器；

定子线圈固定在第一散热配流盘上，第一热传感器内嵌在第一散热配流盘上用于检测定子线圈温度；第一散热配流盘与电主轴外壳配合，为防止散热液泄露，二者间隙通过第一密封圈、第二密封圈消除，第一密封圈、第二密封圈固定在第一散热配流盘两端的限位槽内。