一种主轴降温冷却装置的制作方法

1.本发明涉及降温冷却装置技术领域，具体涉及一种主轴降温冷却装置。


背景技术：

2.目前很多大型设备的主轴在工作时都会产生高温，例如风机主轴。风机是电机带动叶轮对空气做功的一种流体机械设备，广泛应用于钢铁、化工、水泥等行业，水泥行业的风机在介质传输过程中扮演着重要角色，其中水泥厂的高温风机更是生产线上的劳模，在一年四季的生产任务中高温风机始终坚守在岗位上，中控室运维人员时刻监测着风机运行的各项数值，其中高温风机轴承的温度监测尤为重要，由于高温风机的介质温度达到200～300℃，高温风机主轴传导至风机轴承的温度不可忽视，常常会有风机轴承温度过高导致风机跳停影响生产任务的情况。而目前还没有一种能够显著降低风机主轴温度的装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种主轴降温冷却装置，以解决上述问题。
4.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
5.一种主轴降温冷却装置，包括待降温冷却的主轴，所述主轴具有主轴冷却段，所述主轴冷却段上沿轴向间隔设置有若干环形冷却轴肩，所述主轴冷却段的外周设置有外壳体，所述外壳体的内部形成冷却腔，所述外壳体上设置有喷淋装置和出液管，所述喷淋装置用以向所述冷却腔喷射冷却介质。
6.在本发明的一个优选实施例中，所述若干环形冷却轴肩与所述主轴冷却段一体成型设置。
7.在本发明的一个优选实施例中，所述若干环形冷却轴肩设置在一同轴固定在主轴冷却段上的轴套上。
8.在本发明的一个优选实施例中，所述主轴冷却段与所述轴套之间通过键连接。
9.在本发明的一个优选实施例中，位于两端的环形冷却轴肩的两轴向端外侧分别设置有一环形挡油轴肩，所述外壳体的两端外侧设置有与所述环形挡油轴肩配合的环形挡油腔，所述冷却腔至少一端设置有与所述环形挡油腔连通的回流口。
10.在本发明的一个优选实施例中，所述环形挡油轴肩的顶端沿轴向向外设置有第一凸台，环形挡油腔的内壁设置有与第一凸台配合的第二凸台。
11.在本发明的一个优选实施例中，所述外壳体包括呈哈夫结构设置的上部壳体和下部壳体，所述上部壳体和下部壳体之间通过法兰连接。
12.在本发明的一个优选实施例中，所述外壳体通过固定架安装在所述主轴冷却段的外周，所述外壳体与主轴冷却段外壁或者轴套之间为盘根密封，既不影响主轴转动，也不会造成冷却介质外泄。
13.在本发明的一个优选实施例中，所述喷淋装置包括进液管和与所述进液管连接的
若干喷淋头。
14.在本发明的一个优选实施例中，若干喷淋头分别插入相邻两环形冷却轴肩之间的间隙。
15.在本发明的一个优选实施例中，所述若干喷淋头与进液管之间通过软管连接。
16.在本发明的一个优选实施例中，若干喷淋头与外壳体内壁之间通过弹性部件连接。
17.在本发明的一个优选实施例中，所述外壳体上设置有方便观察冷却腔内部液位的液位镜。
18.在本发明的一个优选实施例中，所述出液管上设置有球阀。
19.由于采用了如上的技术方案，本发明能够利用冷却介质对主轴冷却段进行热交换，而且设置有环形冷却轴肩，大大增加了热交换接触面积，提高降温冷却效率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明实施例1的结构示意图。
22.图2是图1的正视剖视图。
23.图3是图2的立体图。
24.图4是图2的i处放大图。
25.图5是本发明实施例1的主轴冷却段的结构示意图。
26.图6是本发明实施例2的结构示意图。
27.图7是图6的正视剖视图。
28.图8是图7的立体图。
29.图9是图7的i处放大图。
30.图10是本发明实施例2的主轴冷却段的结构示意图。
具体实施方式
31.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
32.实施例1
33.参见图1至图5所示的一种主轴降温冷却装置，包括待降温冷却的主轴1a，主轴1a具有主轴冷却段1，主轴冷却段1的左、右两端工具使用需要与对应的部件连接，例如可以分别与轴输出端和轴承箱连接。
34.主轴冷却段1沿轴向间隔设置有若干环形冷却轴肩10，若干环形冷却轴肩10呈间隔结构布置。主轴冷却段1的外周设置有外壳体20，外壳体20的内部形成有冷却腔21。本实施例中的若干环形冷却轴肩10与主轴冷却段1一体成型设置，外壳体20包括呈哈夫结构设置的上部壳体20a和下部壳体20b，上部壳体20a和下部壳体20b之间通过法兰20c连接。外壳
体20通过固定架安装在主轴冷却段1的外周，外壳体20与主轴冷却段1外壁之间通过盘根60进行密封，既不影响主轴转动，也不会造成冷却介质外泄。
35.外壳体20上设置有喷淋装置30和出液管40，喷淋装置30用以向冷却腔21内喷射冷却介质。具体地，冷却介质可以为冷却液或稀油。
36.喷淋装置30包括进液管31和与进液管31连接的若干喷淋头32，本实施例中的若干喷淋头32与进液管31之间通过软管33连接。具体地，进液管31焊接在上部壳体20a上，若干喷淋头32通过软管33与进液管31连接，当进液管31加入冷却介质通过若干喷淋头32喷射在冷却腔21内的主轴冷却段1上进行降温。为了进一步提高冷却效果，若干喷淋头32分别插入相邻两环形冷却轴肩10之间的间隙10a，使得喷淋头32喷射出来的冷却介质可以直接接触到环形冷却轴肩10，增加冷却介质与主轴冷却段1的接触面积，增加了热交换接触面积，提高降温冷却效率。若干喷淋头32与外壳体20内壁之间通过弹性部件34连接。弹性部件34为弹簧，弹簧34的一端与若干喷淋头32连接，弹簧34的另一端连接在外壳体20的内壁。软管33和弹簧34不仅仅能够起到对若干喷淋头32支撑的作用，还可以使得若干喷淋头32在冷却腔21内具有一定的浮动空间，有效防止主轴蹿动问题。
37.主轴冷却段1位于外壳体20的两端外侧分别设置有一环形挡油轴肩50，环形挡油轴肩50用于阻断冷却介质外泄。外壳体20的两端外侧设置有与环形挡油轴肩50配合的环形挡油腔50a，冷却腔21至少一端设置有与环形挡油腔50a连通的回流口21a。具体地，回流口21a用于将在环形挡油腔50a内的冷却介质回流至冷却腔21内，冷却腔21也可以两端设置有与环形挡油腔50a连通的回流口21a，增大冷却介质的回流作用，既不浪费冷却介质又能很好的回收进行排放，能够确保不泄漏冷却介质。
38.外壳体20上设置有方便观察冷却腔21内部液位的液位镜22。液位镜22位于下部壳体20b的外侧。
39.出液管40上设置有球阀40a，通过球阀40a可以达到开启或关闭对出液管40排放冷却介质的作用。也可以通过球阀40a控制出液管40的排放速度，调整好进液管31的进液速度与出液管40的排放速度，使得下部壳体20b内的液位h保持在下部壳体20b的上部，让环形冷却轴肩10的外端插入下部壳体20b内的冷却介质，进一步提高了冷却效果。
40.本发明的工作原理如下：
41.首先通过进液管31加入冷却介质，冷却介质进入外壳体20的喷淋装置30内，通过喷淋装置30的软管31输送到若干喷淋头32上，通过若干喷淋头32喷射冷却介质，使冷却介质对若干环形冷却轴肩10以及主轴冷却段1进行降温冷却，冷却介质流至在冷却腔21内，通过外壳体20上出液管40进行排放。因出液管40上设置有球阀40a，可以使若干环形冷却轴肩10的外端始终浸没在冷却介质中，外壳体20和回流口21a以及环形挡油轴肩50可以完美地将冷却介质密封在外壳体20内，既不浪费冷却介质又能很好的回收，确保不泄露一滴冷却介质。
42.实施例2
43.参见图6至图10所示的一种主轴降温冷却装置，包括待降温冷却的主轴1a’，主轴1a具有主轴冷却段1’，主轴冷却段1’的左、右两端工具使用需要与对应的部件连接，例如可以分别与轴输出端和轴承箱连接。
44.主轴冷却段1’沿轴向间隔设置有若干环形冷却轴肩10’，若干环形冷却轴肩10’呈
间隔结构布置。主轴冷却段1’的外周设置有外壳体20’，外壳体20’的内部形成有冷却腔21’。本实施例中的若干环形冷却轴肩10’设置在一同轴固定在主轴冷却段1’上的轴套70’上，主轴冷却段1’与轴套70’之间通过键71’连接，主轴冷却段1’和轴套70’上分别设置有对应的键槽1b’、72’。而且在轴套70’上加工环形冷却轴肩10’的工艺简单，适用于大型主轴领域，无需对主轴加工环形冷却轴肩。外壳体20’包括呈哈夫结构设置的上部壳体20a’和下部壳体20b’，上部壳体20a’和下部壳体20b’之间通过法兰20c’连接。外壳体20’通过固定架安装在主轴冷却段1’的外周，外壳体20’与轴套70’之间通过盘根60’进行密封，既不影响主轴转动，也不会造成冷却介质外泄。
45.外壳体20’上设置有喷淋装置30’和出液管40’，喷淋装置30’用以向冷却腔21’内喷射冷却介质。具体地，冷却介质可以为冷却液或稀油。
46.喷淋装置30’包括进液管31’和与进液管31’连接的若干喷淋头32’，本实施例中的若干喷淋头32’与进液管31’之间通过软管33’连接。具体地，进液管31’焊接在上部壳体20a’上，若干喷淋头32’通过软管33’与进液管31’连接，当进液管31’加入冷却介质通过若干喷淋头32’喷射在冷却腔21’内的主轴冷却段1’上进行降温。为了进一步提高冷却效果，若干喷淋头32’分别插入相邻两环形冷却轴肩10’之间的间隙10a’，使得喷淋头32’喷射出来的冷却介质可以直接接触到环形冷却轴肩10’，增加冷却介质与主轴冷却段1’的接触面积，增加了热交换接触面积，提高降温冷却效率。若干喷淋头32’与外壳体20’内壁之间通过弹性部件34’连接。弹性部件34’为弹簧，弹簧34’的一端与若干喷淋头32’连接，弹簧34’的另一端连接在外壳体20’的内壁。软管33’和弹簧34’不仅仅能够起到对若干喷淋头32’支撑的作用，还可以使得若干喷淋头32’在冷却腔21’内具有一定的浮动空间，有效防止主轴蹿动问题。
47.主轴冷却段1’位于外壳体20’的两端外侧分别设置有一环形挡油轴肩50’，环形挡油轴肩50’用于阻断冷却介质外泄。外壳体20’的两端外侧设置有与环形挡油轴肩50’配合的环形挡油腔50a’，冷却腔21’至少一端设置有与环形挡油腔50a’连通的回流口21a’。具体地，回流口21a’用于将在环形挡油腔50a’内的冷却介质回流至冷却腔21’内，冷却腔21’也可以两端设置有与环形挡油腔50a’连通的回流口21a’，增大冷却介质的回流作用，既不浪费冷却介质又能很好的回收进行排放，能够确保不泄漏冷却介质。为了进一步增加密封效果，环形挡油轴肩50’的顶端沿轴向向外设置有第一凸台51’，环形挡油腔50a’的内壁设置有与第一凸台51’配合的第二凸台51a’，第一凸台51’和第二凸台51a’可以防止环形挡油腔50a’内的冷却介质外溅到盘根处。
48.外壳体20’上设置有方便观察冷却腔21’内部液位的液位镜22’。液位镜22’位于下部壳体20b’的外侧。
49.出液管40’上设置有球阀40a’，通过球阀40a’可以达到开启或关闭对出液管22’排放冷却介质的作用。也可以通过球阀40a’控制出液管40’的排放速度，调整好进液管31’的进液速度与出液管40’的排放速度，使得下部壳体20b’内的液位h’保持在下部壳体20b’的上部，让环形冷却轴肩10’的外端插入下部壳体20b’内的冷却介质，进一步提高了冷却效果。
50.本发明的工作原理如下：
51.首先通过进液管31’加入冷却介质，冷却介质进入外壳体20’的喷淋装置30’内，通
过喷淋装置30’的软管31’输送到若干喷淋头32’上，通过若干喷淋头32’喷射冷却介质，使冷却介质对若干环形冷却轴肩10’以及主轴冷却段1’进行降温冷却，由于轴套70’与主轴冷却段1’是接触连接的，两者可以实现热传递，冷却介质流至在冷却腔21’内，通过外壳体20’上出液管40’进行排放。因出液管40’上设置有球阀40’，可以使若干环形冷却轴肩10’的外端始终浸没在冷却介质中，外壳体20’和回流口21a’以及环形挡油轴肩50’可以完美地将冷却介质密封在外壳体20’内，既不浪费冷却介质又能很好的回收，确保不泄露一滴冷却介质。
52.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。