一种可更换旋转组件高速电主轴

1.本发明涉及电主轴技术领域，更具体的说明是涉及一种可更换旋转组件的高速电主轴。


背景技术：

2.随着当今加工技术的迅速发展，电主轴已经成为加工中心的核心功能部件。电主轴是将机械主轴与电机融为一体的技术，具有结构紧凑、转速高、动态特性好等优点。但也伴有电主轴内部散热困难，集成性过高导致维修成本过高，维修时间过长等缺点。就目前电主轴发生故障维修时，拆卸和安装比较繁琐，效率较低。现在如今加工技术向着多样性，多功能性发展，多功能加工中心也应运而生。此类加工中心集成了多个不同应用功能的主轴，具有高加工效率，节省占地空间，加工一体性等优点。同时因系统复杂存在成本极高的缺点。对于发展型中小企业，想应用此类加工中心会有很高的成本风险。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种高速电主轴，以解决上述现有技术存在的问题。在电主轴发生故障时，能够快速更换旋转组件，无需将电主轴整体从机床上拆卸返厂维修，节省维修时间，提高加工效率。通过更换不同轴承配置或轴芯的旋转组件，达到电主轴的应用性质改变。如：更换不同配置的轴芯及轴承配置的旋转组件，立铣电主轴变为立磨电主轴。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供一种可更换旋转组件高速电主轴，包括旋转组件，固定基体，卡锁；所述旋转组件包括前端盖、压盖、前轴承座、前轴承、轴承隔环、中轴承、轴芯、前动平衡环、电机转子、后动平衡环、后轴承前隔环、后轴承后隔环、后轴承、后轴承室、后轴承外隔环、后轴承压盖；所述固定基体包括机床主轴套筒、电机水套、电机定子、后轴承座隔环、后轴承座、预紧弹簧、滑套、后法兰；所述卡锁包括下锁件、上锁件、辅助螺母；所述电机转子套装于所述轴芯外部，所述电机转子于所述电机定子转动相连，所述电机定子套装于电机水套内部，所述电机水套与机床主轴套筒连接，所述前轴承座端面与电机水套端面连接。
6.优选地，所述轴芯的两端分别套装前轴承，中轴承和后轴承，所述中轴承与所述轴芯相抵触，所述轴承隔环与所述中轴承及前轴承相抵触，所述前端盖与所述前轴承相抵触，所述压盖与所述前轴承相抵触，所述前动平衡环与所述轴芯相抵触，所述电机转子与所述前动平衡环相抵触，所述后动平衡环与所述电机转子相抵触，所述后轴承前隔环与所述后轴承抵触，所述后轴承与所述后轴承后隔环相抵触，所述后轴承与所述后轴承室相抵触，所述后轴承外隔环与所述后轴承相抵触，所述后轴承压盖与所述后轴承后隔环相抵触；所述后轴承座隔环与所述电机水套相抵触，所述预紧弹簧与所述后轴承座和后轴承座隔环相抵触，所述滑套套装于所述后轴承座与电机水套之间，所述后法兰与所述电机水套相抵触；
7.优选地，所述后轴承室与所述后轴承座设有相同锥度的锥孔；所述后轴承室最大外径小于所述电机定子最小内径。
8.优选地，所述下锁件下端设有凸出，所述后轴承室设有台阶，凸出端面与后轴承室相抵触；所述下锁件上端设有外螺纹与所述上锁件下端内螺纹配合连接；所述下锁件可在所述后轴承座及后轴承座隔环安装孔滑动，旋转。
9.优选地，所述上锁件下端与所述后轴承座相抵触；所述上锁件上端设有外螺纹与所述辅助螺母配合连接。
10.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
11.1.通过控制卡锁与后轴承室的配合关系，实现旋转组件的快速拆卸、装配。为工厂生产过程中提出更多样的装配工序可能，提升整机装配效率。为维修电主轴常见故障提供更多便利，电主轴整体无需从机床上拆卸返厂维修，快速更换旋转组件，缩短整个维修周期；
12.2.在存有快速拆装旋转组件功能同时，还保留了后轴承的定压预紧，提高电主轴的稳定性及轴承寿命；
13.3.可通过更换不同轴承配置或轴芯的旋转组件，改变电主轴的应用性质改变。如：立铣电主轴变为立磨电主轴。
附图说明
14.图1为高速电主轴旋转组件更换过程示意图；
15.图2为高速电主轴结构示意图；
16.图3为卡锁放大结构示意图；
17.其中，1为旋转组件，101为前轴承座，102为压盖，103为前端盖，104为前轴承，105为轴承隔环，106为中轴承，107为轴芯，108为前动平衡环，109为电机转子，110为后动平衡环，111为后轴承前隔环，112为后轴承室，113为后轴承，114为后轴承外隔环，115为后轴承后隔环，116为后轴承压盖，2为固定基体，201为机床主轴套筒，202为电机水套，203为电机定子，204为后法兰，205为滑套，206为后轴承座，207为后轴承座隔环，208为预紧弹簧，3为卡锁，301为上锁件，302为下锁件，303为辅助螺母。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.本发明的目的是提供一种高速电主轴，以解决上述现有技术存在的问题，提供一种可快速拆卸，装配旋转组件结构，提高电主轴的装配及维修效率，获得更多主轴应用性。
20.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
21.请参考图1-3，其中，图1为高速电主轴旋转组件更换过程示意图，图2为高速电主轴结构示意图，图3为卡锁放大结构示意图。
22.本发明提供一种高速电主轴，包括旋转组件1，固定基体2，卡锁3；
23.旋转组件1包括前轴承座101、压盖102，前端盖103，前轴承104，轴承隔环105，中轴
承106，轴芯107，前动平衡环108，电机转子109，后动平衡环110，后轴承前隔环111，后轴承室112，后轴承113，后轴承外隔环114，后轴承后隔环115，后轴承压盖116；固定基体2包括机床主轴套筒201，电机水套202，电机定子203，后法兰204，滑套205，后轴承座206，后轴承座隔环207，预紧弹簧208；卡锁3包括上锁件301，下锁件302，辅助螺母303；电机转子109套装于轴芯107外部，电机转子109于电机定子203转动相连，电机定子203套装于电机水套202内部，电机水套202与机床主轴套筒201螺钉连接，前轴承座101与电机水套202螺钉连接。
24.进一步地，轴芯107的两端分别套装前轴承104，中轴承106和后轴承113，中轴承106的内环顶端与轴芯107相抵触，轴承隔环105的顶端与中轴承106的内环底端及前轴承104的内环顶端相抵触，前端盖103的顶端与前轴承104的内环底端相抵触，前端盖103与轴芯107螺纹连接，压盖102与前轴承座101螺钉连接，压盖102与前轴承104外环底端相抵触，前轴承104的外环顶端与前轴承座101相抵触，中轴承106的外环底端与前轴承座101相抵触，前动平衡环108的底端与轴芯107相抵触，电机转子109的底端与前动平衡环108的顶端相抵触，后动平衡环110的底端与电机转子109的顶端相抵触，后轴承前隔环111的底端与轴芯107相抵触，后轴承前隔环111的顶端与后轴承113的内环底端相抵触，后轴承113的顶端与后轴承后隔环115的外环底端相抵触，后轴承113的外环底端与后轴承室112相抵触，后轴承外隔环114的底端与后轴承113的外环顶端相抵触，后轴承压盖116与后轴承后隔环115的顶端相抵触；后轴承座隔环207的底端与电机水套202相抵触，预紧弹簧208与后轴承座206和后轴承座隔环207相抵触，滑套205套装于后轴承座206与电机水套202之间，后法兰204与电机水套202的顶端相抵触。
25.进一步地，后轴承室112与后轴承座206设有相同锥度的锥孔，便于装配定位及配合精度；后轴承室112最大外径小于电机定子203最小内径，避免旋转组件1整体与主轴分离或装配时与电机定子203干涉。
26.进一步地，下锁件302下端设有凸出，后轴承室112设有台阶，凸出端面的顶端与后轴承室112相抵触；下锁件302上端设有外螺纹与上锁件301下端内螺纹配合连接；下锁件302可在后轴承座206及后轴承座隔环207安装孔滑动，旋转。
27.进一步地，上锁件301下端面与后轴承座206上端面相抵触；上锁件301上端设有外螺纹与辅助螺母303配合连接，通过旋转辅助螺母303使上锁件301压缩预紧弹簧208；上锁件301上端设计有内六角扳手插入孔，便于在主轴外部控制卡锁1的旋转；上锁件301可在后法兰204安装孔滑动，旋转。
28.本发明具体工作过程如下：
29.当本发明高速电主轴需进行快速拆卸时，首先旋转辅助螺母303，卡锁1向下压后轴承座206，安装在后轴承座206之内的预紧弹簧208被压缩，卡锁1不再向提供后轴承113预紧力，用内六角扳手插入上卡锁301预设好的孔位并旋转180
°
，此时卡锁1的凸起不与后轴承室112相抵触。其次，松开前轴承座101与电机水套202的连接螺钉，旋转组件1便可从电主轴上顺利拆卸下来。
30.当本发明高速电主轴需进行快速装配时，首先旋转辅助螺母303，卡锁1向下压后轴承座206，安装在后轴承座206之内的预紧弹簧208被压缩，将旋转组件1有下向上插入固定基体2中，因有后轴承室112及后轴承座206锥孔配合，保证安装精度。安装前轴承座101与电机水套202的连接螺钉。其次，用内六角扳手插入上卡锁301预设好的孔位并进行旋转
180
°
，旋转辅助螺母303，卡锁1向上，此时卡锁1的凸起与后轴承室112相抵触，为后轴承113提供预紧力。
31.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。