一种双中心混合研磨装置主轴及其控制系统的制作方法

1.本技术涉及一种双中心混合研磨装置主轴散热领域，具体而言，涉及一种双中心混合研磨装置主轴及其控制系统。


背景技术：

2.在研磨过程中，研磨主轴由于高速旋转、摩擦会产生大量的热量，过高的热量如果不能及时冷却散热，则会烧毁研磨主轴，严重地还会引发安全事故。现有的研磨主轴主要是通过冷却油来进行散热降温。冷却油一方面可以吸收研磨主轴的热量，以热交换的形式散热，另一方面可以冷却油可以润滑研磨主轴，降低研磨主轴在高速旋转中的摩擦系数，降低热量的产生。虽然使用冷却油的散热方式较好，但是散热的程度主要取决于冷却油的比热容系数，而比热容系数高的冷却油价格也相对较高，这就增加了生产成本。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本技术实施例的第一方面，提供了一种双中心混合研磨装置主轴，包括主轴本体、轴套及基座，所述主轴本体套设于所述轴套中并可带动所述轴套转动，所述轴套的外表面沿其周向环绕设置有一端开口的螺旋槽，所述轴套穿过并套设在所述基座中，所述基座封闭所述螺旋槽的开口并与所述螺旋槽形成第一通道；所述轴套内沿其轴向开设有第二通道，所述第二通道与所述主轴本体、所述第一通道间隔设置。
4.优选地，所述轴套的中部横向突出形成连通所述第一通道的第一入口，所述第一入口的孔径大于所述第一通道的孔径。
5.优选地，所述轴套的外表面以所述第一入口为基点，沿两边周向环绕设置所述螺旋槽，所述轴套穿过并套设在所述基座中，所述基座封闭所述螺旋槽的开口并与所述螺旋槽形成第一通道。
6.优选地，所述第一通道用于流通第一冷却液体，所述第二通道用于流通第二冷却液体，所述第一冷却液体的比热容小于所述第二冷却液体的比热容。
7.优选地，所述第一冷却液体为冷却油，和/或，所述第二冷却液体为液氮。
8.优选地，所述轴套的中部横向突出形成连通所述第二通道的第二入口，所述第二通道为弯曲盘旋状，所述第二通道的长度与所述轴套的轴向长度的比例为2-4:1。
9.第二方面，本技术实施例提供了一种一种双中心混合研磨装置主轴控制系统，包括上述的一种双中心混合研磨装置主轴、驱动装置、主控制器、第一阀门控制器、第二阀门控制器、第一温度传感器，所述驱动装置用于带动所述双中心混合研磨装置主轴转动，所述主控制器电性连接所述第一温度传感器、第一阀门控制器、第二阀门控制器，所述第一温度传感器用于探测所述主轴本体的主轴温度，所述第一阀门控制器用于控制所述第一入口的开启或关闭，所述第二阀门控制器用于控制所述第二入口的开启或关闭，当所述主轴温度大于第一阈值时，所述主控制器控制所述第一阀门控制器开启第一入口，当所述主轴温度大于第二阈值时，所述主控制器控制所述第二阀门控制器开启第二入口。
10.优选地，所述第一阈值大于所述第二阈值。
11.优选地，还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器用于探测所述第一通道的第一温度，当所述第一温度大于所述第一阈值且小于第二阈值时，所述主控制器控制所述第一阀门控制器开启第一入口，所述主控制器控制所述第二阀门控制器开启第二入口。
12.优选地，还包括显示屏和报警模块，所述主控模块与所述显示屏、报警模块电性连接，所述显示屏用于显示所述主轴温度，当所述主轴温度达到第二阈值且维持预定时间时，所述主控模块控制所述报警模块进行报警。
13.本技术实施例提供了一种双中心混合研磨装置主轴及其控制系统，相较于现有的使用冷却油来冷却散热主轴，本技术实施例提供的一种双中心混合研磨装置主轴及其控制系统，通过在轴套内外形成第一通道和第二通道，第一通道和第二通道可以根据成本选择使用不同的冷却散热液体、气体，而且，第一通道和第二通道可同时进行冷却散热，对研磨主轴的散热效率更高。
14.本技术公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术公开的上述技术即可得知。
15.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
17.图1为本技术实施例提供的一种双中心混合研磨装置主轴的结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的轴套的结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的一种双中心混合研磨装置主轴的第一通道的剖视图；
20.图4为本技术实施例提供的一种双中心混合研磨装置主轴的第二通道的剖视图；
21.图5为本技术实施例提供的一种双中心混合研磨装置主轴控制系统的结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.请参考图1至图5，本技术实施例第一方面提供了一种双中心混合研磨装置主轴(图中未标示)，双中心混合研磨装置主轴在工作过程中可以达到12000转/分的高转速，该主轴可以由金属制成。该主轴包括主轴本体1、轴套2及基座3，轴套2可以为圆筒状，主轴本体1套设于轴套2中并可带动轴套2转动。轴套2的外表面沿其周向环绕设置有一端开口的螺旋槽21，轴套2穿过并套设在基座3中，基座3与轴套2的形状相匹配。基座3封闭螺旋槽21的
开口并与螺旋槽21形成第一通道22。轴套2内沿其轴向开设有第二通道23，第二通道23与主轴本体1、第一通道22间隔设置，即第二通道23为中空结构。在该主轴进行工作时，主轴本体1高速旋转产生大量的热量，通过向第一通道22、第二通道23持续灌入冷却液体进行热交换形式的散热，带走主轴本体1的大量的热量，进而实现降温。
25.在一般实施例中，为了提高冷却液体的性价比，第一通道22可用于流通第一冷却液体，第二通道23可用于流通第二冷却液体，第一冷却液体的比热容小于第二冷却液体的比热容，即第一冷却液体的冷却散热能力可以弱于第二冷却液体的冷却散热能力。
26.在优选实施例中，由于，第一冷却液体在第一通道22中流通会与基座3、轴套2接触，第一冷却液体可以为冷却油，冷却油既可以冷却散热，还可以润滑第一通道22，润滑轴套2与基座3，便于转动。冷却油可以为乙二醇溶液。乙二醇溶液的比热容(kj/kg.k)与其密度相关，常规状态下比热容可以为3.068-3.435kj/kg.k。在另一方面，第二冷却液体可以为液氮，液氮虽然不具备润滑的作用，但第二通道23为轴套2的中空内部，也不需要润滑转动。同时，液氮具有很强的冷却散热能力，在常规状态下比热容可以为8.2kj/kg.k，远远大于一般的冷却油。
27.请参考图1至图3，在一般实施例中，为了提高液体在第一通道22内的流动速度，轴套2的中部横向突出形成连通第一通道22的第一入口24、第一出口，第一冷却液体从第一入口24流入第一通道22，再从第一出口流出，形成循环。第一入口24的孔径大于第一通道22的孔径，当第一冷却液体通过第一入口24流入时，较大孔径的第一入口24可以存放较多容量的第一冷却液体；而由于孔径缩小且第一入口24已被充满第一冷却液体，当第一冷却液体从第一入口24流入到孔径较小的第一通道22时，后续进入第一入口24的第一冷却液体只能向前挤压，造成被挤压的第一冷却液体可以快速流入至第一通道22内。同时，在优选实施例中，第一通道22的螺旋槽21的螺旋方向与轴套2的旋转方向相匹配，可以形成向下或向上的涡流现象，增快第一冷却液体在第一通道22内的流速。
28.请参考图1至图3，轴套2的外表面以第一入口24为基点，沿两边周向环绕向上和向下设置螺旋槽21。轴套2穿过并套设在基座3中，基座3封闭螺旋槽21的开口并与螺旋槽21形成第一通道22。
29.请参考图4，轴套2的中部横向突出形成连通第二通道23的第二入口25、第二出口，第二冷却液体从第二入口25流入第二通道23，再从第二出口流出，形成循环。第二通道23可以为弯曲盘旋状，弯曲盘旋状的第二通道23可以增加第二冷却液体与轴套2的接触面积，提高散热的效率。在一般实施例中，第二通道23的长度与轴套2的轴向长度的比例为2-4:1，第二通道23的长度为第二冷却液体从第二入口25至第二出口的流通长度，即当第二通道23的长度为10cm至20cm时，轴套2的轴向长度对应为5cm。
30.请参考图5，第二方面，本技术实施例提供了一种一种双中心混合研磨装置主轴控制系统，包括上述的一种双中心混合研磨装置主轴、驱动装置47、主控制器4、第一阀门控制器41、第二阀门控制器42、第一温度传感器43。主控制器4电性连接第一温度传感器43、第一阀门控制器41、第二阀门控制器42，驱动装置47用于带动双中心混合研磨装置主轴转动，第一温度传感器43用于探测主轴本体1的主轴温度，第一阀门控制器41、第二阀门控制器42可以为气动节阀门，第一阀门控制器41用于控制第一入口24的开启或关闭，第二阀门控制器42用于控制第二入口25的开启或关闭。当主轴温度大于第一阈值时，主控制器4控制第一阀
门控制器41开启第一入口24，当主轴温度大于第二阈值时，主控制器4控制第二阀门控制器42开启第二入口25。
31.在一般实施例中，第一阈值大于第二阈值。当主轴温度低于第一阈值时，表示当前温度正常，不需要进行冷却散热；当主轴温度达到第一阈值时，表示当前的温度偏高，可以打开第一阀门控制器41，流入第一冷却液体进行冷却散热，逐步尝试将主轴温度降低至第一阈值下；当主轴温度逐渐升高至第二阈值时，表示当前的温度过高，第一冷却液体的冷却散热效果达到上限了，不能降低主轴温度，需要打开第二阀门控制器42，流入第二冷却液体进行冷却散热，将主轴温度降低。
32.请参考图5，在优选实施例中，为了提高系统的安全性，还包括第二温度传感器44，第二温度传感器44用于探测第一通道22的第一温度。当第一温度处于第一阈值与第二阈值之间，且第一温度具有逐渐升高的趋势时，主控制器4控制第一阀门控制器41开启第一入口24，表示主轴温度一直在升高，第一冷却液体的冷却散热效果已经达到上限，已经不能阻碍主轴温度的升高，主控制器4可以控制第二阀门控制器42提前开启第二入口25，流入第二冷却液体进行冷却降温。
33.在一般实施例中，还包括显示屏45和报警模块46，主控制器4与显示屏45、报警模块46电性连接，显示屏45用于显示主轴温度，当主轴温度达到第二阈值且维持预定时间(如3至10分钟)时，表示第二冷却液体已达到冷却散热的上限，已经无法降低主轴温度了，主控制器4可控制报警模块46进行报警。在优选实施例中，主控制器4还可以暂停主轴本体1的旋转。
34.本技术实施例提供了一种双中心混合研磨装置主轴及其控制系统，相较于现有的使用冷却油来冷却散热主轴，本技术实施例提供的一种双中心混合研磨装置主轴及其控制系统，通过在轴套2内外形成第一通道22和第二通道23，第一通道22和第二通道23可以根据成本选择使用不同的冷却散热液体、气体，而且，第一通道22和第二通道23可同时进行冷却散热，对主轴的散热效率更高。
35.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
36.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
38.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。