專利名稱：由交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電主軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電主軸，更具體地說，涉及一種采用交流永磁同步技術(shù)的電主軸。
背景技術(shù)：
內(nèi)藏式電主軸是電機(jī)和主軸融合在一起的技術(shù)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分。目前有些電主軸采用了交流永磁異步電機(jī)，問題在于，交流永磁異步電機(jī)尺寸大，動(dòng)平衡性能差，電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子均需要冷卻，對(duì)冷卻技術(shù)要求較高。由于電主軸的電機(jī)兩端就是主軸軸承，電機(jī)的發(fā)熱會(huì)直接降低軸承的工作精度，如果電機(jī)的散熱解決的不好，將會(huì)影響到機(jī)床工作的可靠性和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述問題， 提供了一種由交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電主軸，其目的在于解決交流永磁異步電機(jī)尺寸大、動(dòng)平衡性能差、電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子冷卻技術(shù)要求高、在散熱狀態(tài)差的情況下影響機(jī)床可靠性和穩(wěn)定性的問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明構(gòu)造了一種由交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電主軸，包括電主軸的芯軸和交流永磁同步電機(jī)。其中，電機(jī)包括位于外環(huán)由線圈和繞組構(gòu)成的定子以及位于內(nèi)環(huán)在自身外壁排布永磁體的轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子的內(nèi)部固定連接上述電主軸的芯軸；在定子的外圈套接有冷卻套；冷卻套套體上開設(shè)有用于冷卻液循環(huán)的螺旋槽。
上述由交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電主軸，其進(jìn)一步改進(jìn)在于，在轉(zhuǎn)子與芯軸之間設(shè)置有內(nèi)套；芯軸以過盈方式連接在內(nèi)套的內(nèi)部；內(nèi)套以過盈方式連接于轉(zhuǎn)子的內(nèi)部。在超高速電主軸上，轉(zhuǎn)速的提高對(duì)軸上零件的動(dòng)平衡要求非常高。軸承的定位元件與主軸不宜采用傳統(tǒng)的螺紋連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸也不宜采用傳統(tǒng)的鍵連接。本發(fā)明采用可拆的階梯過盈連接，不會(huì)在軸上產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，對(duì)軸的旋轉(zhuǎn)精度沒有影響；而且易保證零件定位端與軸心線的垂直度，軸承預(yù)緊時(shí)不會(huì)使軸承受力不均而影響軸承的壽命；而過盈內(nèi)套質(zhì)量均勻，主軸動(dòng)平衡易得到保證；同時(shí)其定位可靠，可提高主軸的剛度。轉(zhuǎn)子、內(nèi)套、電主軸的芯軸三者一般選用熱套法進(jìn)行安裝，即將轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子內(nèi)套油浴加熱至180℃～190℃，依次在電主軸的芯軸上裝入轉(zhuǎn)子內(nèi)套和轉(zhuǎn)子；在拆卸時(shí)選用對(duì)主軸無損害的注入壓力油的方法進(jìn)行拆卸。
通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的電主軸采用交流永磁同步技術(shù)，具有效率高、噪聲低、運(yùn)行可靠、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小、控制特性良好等特點(diǎn)，一定程度上解決了高速下的動(dòng)平衡問題。與交流永磁異步技術(shù)相比，更適合高速運(yùn)行。此外，采用交流永磁同步技術(shù)，電機(jī)的轉(zhuǎn)子不發(fā)熱，而定子發(fā)熱，所以只需冷卻定子，冷卻易于實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而提高了電機(jī)的效率。


圖1是采用永磁同步電機(jī)的內(nèi)藏式電主軸的局部結(jié)構(gòu)剖分圖。
其中，1、螺旋槽冷卻套；2、電機(jī)轉(zhuǎn)子左端蓋；3、電機(jī)定子；4、電主軸的芯軸；5、電機(jī)轉(zhuǎn)子；6、電機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)套；7、電機(jī)轉(zhuǎn)子右端蓋；8、進(jìn)油孔；
9、螺旋式冷卻槽。
具體實(shí)施例方式
參考圖1說明采用永磁同步電機(jī)的內(nèi)藏式電主軸的局部結(jié)構(gòu)剖分圖。其中，電機(jī)定子3位于轉(zhuǎn)子5的外部，轉(zhuǎn)子的兩端設(shè)有端蓋2和7，轉(zhuǎn)子5與電主軸的芯軸4之間設(shè)置有內(nèi)套6。芯軸4以過盈方式連接在內(nèi)套6的內(nèi)部，內(nèi)套6也以過盈方式連接于轉(zhuǎn)子5的內(nèi)部。圖中還表示出了一個(gè)拆卸用進(jìn)油孔8。
通常情況下，電主軸的電機(jī)兩端均設(shè)置有主軸軸承，電機(jī)的發(fā)熱會(huì)直接降低軸承的工作精度，如果電機(jī)的散熱解決得不好，將會(huì)影響到機(jī)床工作的可靠性和穩(wěn)定性。然而，對(duì)于同步電機(jī)而言，由于轉(zhuǎn)子無繞組，只排布永磁體，其發(fā)熱量相對(duì)于有繞組的定子而言發(fā)熱量很小，所以本發(fā)明只需考慮對(duì)定子進(jìn)行冷卻，在定子繞組的外部設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，將冷卻套1套接在定子的外圈，冷卻套的套體上開設(shè)有螺旋冷卻槽，用于冷卻液的循環(huán)，循環(huán)的冷卻液體吸收和帶走定子散發(fā)的熱量，保持主軸單元?dú)んw均勻的溫度分布。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種由交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電主軸，包括電主軸的芯軸(4)和交流永磁同步電機(jī)，所述電機(jī)包括位于外環(huán)由線圈和繞組構(gòu)成的定子(3)以及位于內(nèi)環(huán)在外壁排布永磁體的轉(zhuǎn)子(5)；其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(5)的內(nèi)部固定了所述電主軸的芯軸(4)；所述定子(3)的外圈套接有冷卻套(1)；所述冷卻套(1)套體上開設(shè)有用于冷卻液循環(huán)的螺旋槽(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述由交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電主軸，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(5)與芯軸(4)的連接方式為在所述轉(zhuǎn)子(5)與芯軸(4)之間設(shè)置有內(nèi)套(6)；所述芯軸(4)以過盈方式連接在所述內(nèi)套(6)的內(nèi)部；所述內(nèi)套(6)以過盈方式連接于所述轉(zhuǎn)子(5)的內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電主軸，包括外環(huán)的定子(3)和內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)子(5)，轉(zhuǎn)子(5)的內(nèi)部固定有電主軸的芯軸(4)；定子的外圈套接有冷卻套(1)；冷卻套(1)套體上開設(shè)有螺旋槽。本發(fā)明采用交流永磁同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電主軸具有效率高、噪聲低、運(yùn)行可靠、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小、控制特性良好等特點(diǎn)，一定程度上解決了高速下的動(dòng)平衡問題。與交流永磁異步技術(shù)相比，更適合高速運(yùn)行。此外，采用交流永磁同步技術(shù)，電機(jī)的轉(zhuǎn)子不發(fā)熱，而定子發(fā)熱，所以只需冷卻定子，冷卻易于實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而提高了電機(jī)的效率。
文檔編號(hào)H02K7/00GK101013836SQ200710010060
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2007年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日
發(fā)明者于德海, 張文峰, 鄭君民, 王慶鵬, 李文慶, 馮兆冰, 陳偉華, 張可畏, 阮叁芽 申請(qǐng)人:大連光洋科技工程有限公司