專利名稱：能提高冷卻效率的主軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種主軸，特別是涉及一種能提高冷卻效率的主軸裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的主軸裝置一般包含一個心軸單元、一個外殼單元、一個設(shè)置于該心軸單元與該外殼單元之間的線圈單元、一個設(shè)置于該心軸單元與該外殼單元之間的前軸承，及一個設(shè)置于該心軸單元與外殼單元之間的后軸承。為了冷卻該線圈單元與該前、后軸承，申請人提出一種具有冷卻效果的主軸裝置 (中國臺灣公開號第201103691號的發(fā)明專利)，此種主軸裝置是在該心軸單元與該外殼單元之間設(shè)置一個外冷卻套，該外冷卻套具有一個可供冷媒流入的外冷卻道，以在該主軸裝置運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生冷卻效果。然而，該外冷卻套只能對該線圈單元與該前、后軸承的外周部進行冷卻，并無法直接冷卻到位于最內(nèi)部的心軸單元，而且，由于該線圈單元實際上為主要發(fā)熱體，因此，該線圈單元與該心軸單元的激磁段之間更是最易過熱之處，同時也是最難冷卻之處，如此，隨著該心軸單元轉(zhuǎn)速的提升，該心軸單元與該線圈單元的溫度也會跟著上升，造成該線圈單元的電性損耗會增加，再者，該心軸單元的溫度越高，相關(guān)零部件的熱變形越嚴(yán)重，會對精密加工產(chǎn)生不良影響。此外，如圖1所示，為現(xiàn)有另一種主軸裝置，包含一個心軸單元1、一個具有一個空氣流道201的外殼單元2、一個設(shè)置于該心軸單元1與該外殼單元2之間的線圈單元3、一個設(shè)置于該心軸單元1與該外殼單元2之間的前空氣軸承4、一個設(shè)置于該心軸單元1與該外殼單元2之間的后空氣軸承5、一個止推空氣軸承6，及一個套接于該外殼單元2的頭座單元7。該頭座單元7具有一個與該空氣流道201連通的進氣流道701、一個排氣流道702， 及一個與該排氣流道702連通的排氣孔703。該前空氣軸承4與該心軸單元1之間形成一個供產(chǎn)生氣膜用的前氣隙402，并具有一個連通該空氣流道201與該前氣隙402的前供氣流道401，該后空氣軸承5與該心軸單元1之間也形成一個后氣隙502，并具有一個連通該空氣流道201與該后氣隙502的后供氣流道501，該后氣隙502并可與該排氣流道702連通。如此，當(dāng)供應(yīng)壓縮空氣8給該前、后空氣軸承4、5對該心軸單元1提供氣浮支撐時，雖然部分的壓縮空氣801即可從該前氣隙402朝前排出并冷卻該心軸單元1的一個前端部101，同時，部分的壓縮空氣802也可從該后氣隙502經(jīng)該排氣流道702與該排氣孔703 朝后排出并冷卻該心軸單元1的一個后端部102，然而，該線圈單元3與該心軸單元1的一個激磁段103之間卻沒有壓縮空氣流過進行冷卻，因此，這樣的設(shè)計并無法將該線圈單元3 與該心軸單元1之間最易過熱之處的熱能帶出，同樣會因過熱產(chǎn)生與上述相同的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種可對心軸單元與線圈單元之間最易過熱之處進行冷卻的能提高冷卻效率的主軸裝置。[0008]本實用新型能提高冷卻效率的主軸裝置，包含一個心軸單元、一個外筒單元、一個前空氣軸承、一個后空氣軸承、一個線圈單元，及一個頭座單元。該心軸單元沿一個軸向設(shè)置，并具有一個前端部、一個后端部，及一個介于該前端部與該后端部之間的激磁段。該外筒單元為中空狀并沿該軸向圍繞該心軸單元，該外筒單元具有一個空氣流道，該空氣流道具有一個輸入口、一個第一輸出口，及一個第二輸出口。該前空氣軸承設(shè)置于該心軸單元的前端部與該外筒單元之間，該前空氣軸承與該前端部之間形成一個沿該軸向延伸的第一導(dǎo)氣流道，該前空氣軸承具有一個連通該第一導(dǎo)氣流道與該第一輸出口的第一供氣流道。該后空氣軸承設(shè)置于該心軸單元的后端部與該外筒單元之間，該后空氣軸承與該后端部之間形成一個沿該軸向延伸的第二導(dǎo)氣流道，該后空氣軸承具有一個連通該第二導(dǎo)氣流道與該第二輸出口的第二供氣流道。該線圈單元設(shè)置于該心軸單元的激磁段與該外筒單元之間， 該線圈單元與該激磁段之間形成一個沿該軸向延伸并連通該第一導(dǎo)氣流道與該第二導(dǎo)氣流道的第三導(dǎo)氣流道。該頭座單元設(shè)置于該外筒單元，并具有一個與該外筒單元套接的頭座，及一個塞件，該頭座具有一個與該空氣流道的輸入口連通的進氣流道、一個與該后空氣軸承的第二導(dǎo)氣流道連通的排氣流道，及一個與該排氣流道連通的排氣孔，該塞件封閉該排氣孔。本實用新型能提高冷卻效率的主軸裝置，該排氣孔是螺孔，該塞件與該排氣孔螺接。本實用新型能提高冷卻效率的主軸裝置，該外筒單元還具有一個外殼，及一個套設(shè)于該外殼內(nèi)的冷卻套，該空氣流道形成于該冷卻套。本實用新型能提高冷卻效率的主軸裝置，該頭座單元還具有一個設(shè)置于該頭座并與該進氣流道連通的進氣接頭。本實用新型能提高冷卻效率的主軸裝置，還包含一個止推空氣軸承，該止推空氣軸承位于該外筒單元內(nèi)，并沿該軸向介于該心軸單元的后端部與該頭座之間，該止推空氣軸承具有一個連通該頭座的進氣流道與該外筒單元的空氣流道的輸入口的第一連通道、一個連通該頭座的排氣流道與該后空氣軸承的第二導(dǎo)氣流道的第二連通道，及一個與該進氣流道連通的第三供氣流道。本實用新型的有益效果在于利用該塞件封閉該頭座的排氣孔，阻止從該后空氣軸承的第二供氣流道噴入該第二導(dǎo)氣流道內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)該排氣流道朝后排出至外界，迫使噴入該第二導(dǎo)氣流道內(nèi)的壓縮空氣朝前流過該線圈單元的第三導(dǎo)氣流道，并從該前空氣軸承的第一導(dǎo)氣流道朝前排出，以將該線圈單元與該心軸單元之間最易過熱之處的熱能朝前排出。

圖1是現(xiàn)有一種主軸裝置的組合剖視示意圖；圖2是本實用新型的能提高冷卻效率的主軸裝置一較佳實施例的一個頭座單元的局部立體示意圖；圖3是該較佳實施例的組合剖視示意圖。
具體實施方式

4[0017]
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。有關(guān)本實用新型的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。參閱圖2、3，本實用新型能提高冷卻效率的主軸裝置的較佳實施例，該主軸裝置包含一個心軸單元10、一個外筒單元20、一個前空氣軸承30、一個后空氣軸承40、一個線圈單元50、一個頭座單元60，及一個止推空氣軸承70。該心軸單元10沿一個軸向X設(shè)置，并具有一個前端部11、一個后端部12、一個介于該前端部11與該后端部12之間的激磁段13，及一個設(shè)置于該后端部12并沿徑向延伸出的止推盤14。該外筒單元20為中空狀并沿該軸向X圍繞該心軸單元10，該外筒單元20具有一個外殼21、一個套設(shè)于該外殼21內(nèi)的冷卻套22，及一個形成于該冷卻套22的空氣流道23， 該空氣流道23具有一個輸入口 231、一個第一輸出口 232，及一個第二輸出口 233。該前空氣軸承30設(shè)置于該心軸單元10的前端部11與該外筒單元20之間，該前空氣軸承30與該前端部11之間形成一個沿該軸向X延伸的第一導(dǎo)氣流道32，該前空氣軸承30具有一個連通該第一導(dǎo)氣流道32與該第一輸出口 232的第一供氣流道31。在本實施例中，從該第一供氣流道31噴入該第一導(dǎo)氣流道32內(nèi)的壓縮空氣，可在該前端部11與該前空氣軸承30之間形成一層均勻氣膜，而對該心軸單元10提供徑向的氣浮支撐。該后空氣軸承40設(shè)置于該心軸單元10的后端部12與該外筒單元20之間，該后空氣軸承40與該后端部12之間形成一個沿該軸向X延伸的第二導(dǎo)氣流道42，該后空氣軸承40具有一個連通該第二導(dǎo)氣流道42與該第二輸出口 233的第二供氣流道41。在本實施例中，從該第二供氣流道41噴入該第二導(dǎo)氣流道42內(nèi)的壓縮空氣，可在該后端部12與該后空氣軸承40之間形成一層均勻氣膜，而對該心軸單元10提供徑向的氣浮支撐。此外，從該第二供氣流道41朝該止推盤14噴出的壓縮空氣也可對該心軸單元10提供軸向的氣浮支撐。該線圈單元50設(shè)置于該心軸單元10的激磁段13與該外筒單元20之間，而可驅(qū)使該心軸單元10相對于該外筒單元20轉(zhuǎn)動，該線圈單元50與該激磁段13之間形成一個沿該軸向X延伸并連通該第一導(dǎo)氣流道32與該第二導(dǎo)氣流道42的第三導(dǎo)氣流道51。該頭座單元60設(shè)置于該外筒單元20，并具有一個與該外筒單元20的外殼21套接的頭座61、一個塞件62、一個設(shè)置于該頭座61的進氣接頭63、一個置于該頭座61的冷媒導(dǎo)入接頭64、一個置于該頭座61的冷媒導(dǎo)出接頭65，及一個置于該頭座61的電線束套66。該頭座61具有一個與該空氣流道23的輸入口 231連通的進氣流道611、一個與該后空氣軸承40的第二導(dǎo)氣流道42連通的排氣流道612，及一個與該排氣流道612連通的排氣孔613。該塞件62封閉該排氣孔613。在本實施例中，該排氣孔613是螺孔，該塞件62與該排氣孔613螺接。該進氣接頭63與該進氣流道611連通，而可供輸入壓縮空氣?？梢岳斫獾氖牵撏馔矄卧?0的冷卻套22也可形成一個冷媒流道(圖未示)，如此，從該冷媒導(dǎo)入接頭64輸入的冷媒可流經(jīng)該冷媒流道并從該冷媒導(dǎo)出接頭65流出，而對該前、后空氣軸承30、40與該線圈單元50的外周部進行冷卻，此為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳細地說明。該電線束套66可供該線圈單元50的電源電線與控制電線拉出。該止推空氣軸承70位于該外筒單元20內(nèi)，并沿該軸向X介于該心軸單元10的后端部12與該頭座61之間，該止推空氣軸承70具有一個連通該頭座61的進氣流道611與該外筒單元20的空氣流道23的輸入口 231的第一連通道71、一個連通該頭座61的排氣流道612與該后空氣軸承40的第二導(dǎo)氣流道42的第二連通道72，及一個與該進氣流道611 連通的第三供氣流道73。在本實施例中，從該第三供氣流道73朝該止推盤14噴出的壓縮空氣也可對該心軸單元10提供軸向的氣浮支撐。借此，從該進氣接頭63輸入壓縮空氣100，可經(jīng)該頭座61的進氣流道611、該止推空氣軸承70的第一連通道71與該外筒單元20的空氣流道23分別輸入該前、后空氣軸承 30,40,而對該心軸單元10提供徑向的氣浮支撐，在此過程中，從該第一供氣流道31噴入該第一導(dǎo)氣流道32內(nèi)的部分壓縮空氣110，即可從該第一導(dǎo)氣流道32朝前排出至外界并冷卻該心軸單元10的前端部11 ；同時，從該第二供氣流道41噴入該第二導(dǎo)氣流道42內(nèi)的部分壓縮空氣120，因后端的排氣孔613已被該塞件62封閉，即會從該第二導(dǎo)氣流道42朝前流過該第三導(dǎo)氣流道51，再從該第一導(dǎo)氣流道32朝前排出至外界，因此，此部分的壓縮空氣 120除了可冷卻該心軸單元10的后端部12之外，更可將該線圈單元50與該心軸單元10的激磁段13之間的熱能朝前排出至外界，而對該線圈單元50的內(nèi)部與該激磁段13產(chǎn)生冷卻的效果。如此，將圖1所示的現(xiàn)有主軸裝置與如圖3所示的本實用新型進行實際測試比對可知，在兩者的線圈單元3、50的輸出功率均為500W(瓦特)，兩者的心軸單元1、10的轉(zhuǎn)速均為300000rpm，且其他冷卻條件一致的情形下，將20 25°C的壓縮空氣以每分鐘50公升的速率輸入，從現(xiàn)有主軸裝置的線圈單元3量測到的溫度高達72°C，從本實用新型的線圈單元50量測到的溫度則只有60°C，因此，本實用新型具有明顯的冷卻效果。經(jīng)由以上的說明，可再將本實用新型的優(yōu)點歸納如下本實用新型的頭座單元60是利用該塞件62封閉該頭座61的排氣孔613，以阻止從該后空氣軸承40的第二供氣流道41噴入該第二導(dǎo)氣流道42內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)該排氣流道612朝后排出至外界，如此，即可迫使噴入該第二導(dǎo)氣流道42內(nèi)的壓縮空氣朝前流過該線圈單元50的第三導(dǎo)氣流道51，并從該前空氣軸承30的第一導(dǎo)氣流道32朝前排出，因此， 本實用新型利用流過該第三導(dǎo)氣流道51的壓縮空氣，即可將該線圈單元50與該心軸單元 10之間最易過熱之處的熱能朝前排出，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型可對該線圈單元50內(nèi)部與該激磁段13進行冷卻，有效避免該心軸單元10發(fā)生過熱的問題。此外，本實用新型的另一優(yōu)點是有效利用原本該后空氣軸承40所需的壓縮空氣， 并不需增加任何額外的冷源輸入，符合節(jié)能減碳的環(huán)保觀念。綜上所述，本實用新型的能提高冷卻效率的主軸裝置，可對線圈單元50與心軸單元10之間最易過熱之處進行有效的冷卻，防止心軸單元10發(fā)生過熱的問題，所以確實能達成本實用新型的目的。
權(quán)利要求1.一種能提高冷卻效率的主軸裝置，包含一個心軸單元、一個外筒單元、一個前空氣軸承、一個后空氣軸承、一個線圈單元，及一個頭座單元，其特征在于該心軸單元，沿一個軸向設(shè)置，并具有一個前端部、一個后端部，及一個介于該前端部與該后端部之間的激磁段；該外筒單元，為中空狀并沿該軸向圍繞該心軸單元，該外筒單元具有一個空氣流道，該空氣流道具有一個輸入口、一個第一輸出口，及一個第二輸出口 ；該前空氣軸承，設(shè)置于該心軸單元的前端部與該外筒單元之間，該前空氣軸承與該前端部之間形成一個沿該軸向延伸的第一導(dǎo)氣流道，該前空氣軸承具有一個連通該第一導(dǎo)氣流道與該第一輸出口的第一供氣流道；該后空氣軸承，設(shè)置于該心軸單元的后端部與該外筒單元之間，該后空氣軸承與該后端部之間形成一個沿該軸向延伸的第二導(dǎo)氣流道，該后空氣軸承具有一個連通該第二導(dǎo)氣流道與該第二輸出口的第二供氣流道；該線圈單元，設(shè)置于該心軸單元的激磁段與該外筒單元之間，該線圈單元與該激磁段之間形成一個沿該軸向延伸并連通該第一導(dǎo)氣流道與該第二導(dǎo)氣流道的第三導(dǎo)氣流道；及該頭座單元，設(shè)置于該外筒單元，并具有一個與該外筒單元套接的頭座，及一個塞件， 該頭座具有一個與該空氣流道的輸入口連通的進氣流道、一個與該后空氣軸承的第二導(dǎo)氣流道連通的排氣流道，及一個與該排氣流道連通的排氣孔，該塞件封閉該排氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能提高冷卻效率的主軸裝置，其特征在于該排氣孔是螺孔， 該塞件與該排氣孔螺接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能提高冷卻效率的主軸裝置，其特征在于該外筒單元還具有一個外殼，及一個套設(shè)于該外殼內(nèi)的冷卻套，該空氣流道形成于該冷卻套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能提高冷卻效率的主軸裝置，其特征在于該頭座單元還具有一個設(shè)置于該頭座并與該進氣流道連通的進氣接頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能提高冷卻效率的主軸裝置，其特征在于還包含一個止推空氣軸承，該止推空氣軸承位于該外筒單元內(nèi)，并沿該軸向介于該心軸單元的后端部與該頭座之間，該止推空氣軸承具有一個連通該頭座的進氣流道與該外筒單元的空氣流道的輸入口的第一連通道、一個連通該頭座的排氣流道與該后空氣軸承的第二導(dǎo)氣流道的第二連通道，及一個與該進氣流道連通的第三供氣流道。
專利摘要一種能提高冷卻效率的主軸裝置，包含一個具有一個前端部、一個后端部與一個激磁段的心軸單元、一個具有一個空氣流道的外筒單元、一個設(shè)置于該前端部與該外筒單元之間的前空氣軸承、一個設(shè)置于該后端部與該外筒單元之間的后空氣軸承、一個設(shè)置于該激磁段與該外筒單元之間的線圈單元，及一個設(shè)置于該外筒單元并具有一個與該外筒單元套接的頭座與一個塞件的頭座單元，該前、后空氣軸承與該前、后端部之間分別形成一個與該空氣流道連通的第一導(dǎo)氣流道與第二導(dǎo)氣流道，該線圈單元與該激磁段之間形成一個連通該第一導(dǎo)氣流道與該第二導(dǎo)氣流道的第三導(dǎo)氣流道，該頭座具有一個與該空氣流道連通的進氣流道、一個與該第二導(dǎo)氣流道連通的排氣流道，及一個與該排氣流道連通的排氣孔，該塞件封閉該排氣孔。
文檔編號B23Q11/12GK202207802SQ20112028118
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者丁志輝 申請人:達航工業(yè)股份有限公司