一种冷却水套的制作方法

1.本实用新型属于机械机构冷却技术领域，特别涉及一种冷却水套，用于抑制旋转机械运转发热而产生的温升。


背景技术：

2.旋转机械在运转过程中会产生大量的热，诸如电机定转子的铜损和铁损，轴承的机械摩擦损耗等等，这些热量会升高旋转机械各处的温度，从而容易引起热变形。因此，对于高转速，高负荷，特别是高精度的旋转机械，需要采取冷却降温手段抑制温升，一般会采用强迫水冷的方式来降温，如在电主轴领域，通常会采用冷却水套进行降温。然而随着对旋转机械精度要求的逐渐提高，对温度场的均匀性也提出了更高的要求，不但要保证周向均匀性，也要保证轴向均匀性，否则会由于温度场分布不均而产生轴线回转中心的偏斜和安装变形。现有的冷却水套大都采用直通水道、环形水道、单螺旋循环水道等形式布置，这些水道布置形式多存在温度场均匀性差、流阻大、结构刚性不易保证等问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种旋转机械用双向四螺旋冷却水套，既能够保证旋转机械周向和轴向温度场的均匀性，也能够减小流阻，提高水套的结构刚性，特别适合电主轴等高速高精度旋转机械。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种冷却水套，包括内套、外套、回水环和后端盖，内套和外套套装在一起形成水套基体，回水环和后端盖分别安装在水套基体的前后两端；内套外表面设置有四条螺旋水道，与外套、回水环和后端盖形成“两进两出”的密闭并联水道。
5.上述一种冷却水套，所述四条螺旋水道的起始端位于内套后端并沿周向均匀分布，即四条螺旋水道以内套中心为圆心互成90度布置，其中相隔180度的两条螺旋水道为进水水道，另两条相隔180度的螺旋水道为回水水道。
6.上述一种冷却水道，所述回水环上设置有环形回水槽，环形回水槽与四条螺旋水道的尾端连通，可将进水水道流出的液体转换方向进入回水水道。
7.上述一种冷却水套，所述后端盖的后端面设置有两个进水口，可分别与外部冷却循环装置连接；两个进水口绕后端盖中心对称分布；后端盖的外圆周上设置有环形进水槽，两个进水口分别与环形进水槽相通；环形进水槽上还设置有两个开口，分别与两个进水水道相通。
8.上述一种冷却水套，所述两个开口与两个进水口之间互成90度分布。
9.上述一种冷却水套，所述后端盖上还设置有两个出水口，出水口的一端可与外部冷却循环装置连接，另一端分别与两个回水水道连通。
10.上述一种冷却水套，所述外套位于环形进水槽和环形回水槽外部，分别将环形进水槽和环形回水槽封闭。
11.上述一种冷却水套，所述进水口距离后端盖中心的距离大于出水口距离后端盖中心的距离。
12.上述一种冷却水套，所述两个回水水道的起始端设置有与两个出水口连通的出水凹槽。
13.上述一种冷却水套，所述内套与回水环之间、内套与后端盖之间、外套与回水环、外套与后端盖之间均设置有密封圈。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用四条等距且相互交错的螺旋水道形成“两进两出”的并联水路，螺旋水道圆周方向旋转前进，可保证温度场圆周方向上均匀分布；两条冷却进水低温水道和两条冷却回水高温水道在轴向上相互交错，温度可相互弥补，从而实现温度场轴向的均匀性；前端回水环和后盖上均有环形槽，可避免温度场出现高点。并且四螺旋水道螺距小，结构刚度更好；每条水道的流导程大，并且形成“两进两出”的并联水路，流阻小。另外本实用新型结构简单、易于制造。
附图说明
15.图1是本实用新型的结构示意图。
16.图2是本实用新型实施例提供的内套结构示意图。
17.图3是本实用新型实施例提供的回水环结构示意图。
18.图4是本实用新型实施例提供的后端盖内侧结构示意图。
19.图5是本实用新型实施例提供的后端盖外侧结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
21.如图1所示，本实用新型的一种冷却水套，包括内套1、外套2、回水环3和后端盖4。回水环3和后端盖4分别通过螺钉固定于内套1的前后两端，外套2套设于内套1的外部，并将回水环3和后端盖4一同包围，其中外套2与内套1过盈配合，一起形成水套基体。
22.如图2所示，内套1的外表面设置有四条螺旋水道，四条螺旋水道的起始端位于内套1的后端并沿周向均匀分布，即四条螺旋水道以内套1的中心为圆心互成90度布置，其中相隔180度的两条螺旋水道为进水水道101，另两条相隔180度的螺旋水道为回水水道102。回水水道102的起始端口处设置有出水凹槽103。
23.如图3所示，回水环3上设置有环形回水槽301，并且在环形回水槽301的内侧每相隔90度设置有一个缺口302，分别与内套1前端四条螺旋水道的端口相对应。
24.如图4和图5所示，后端盖4的后端面设置有两个进水口401，可分别与外部冷却循环装置连接；两个进水口401绕后端盖中心对称分布。后端盖4的外圆周上设置有环形进水槽403，两个进水口401分别与环形进水槽403相通。环形进水槽403上还设置有两个相隔180度的开口404，分别与内套1后端两个进水水道101的起始端相对应。为使水流均匀，两个开口404和两个进水口401之间互成90度分布。
25.后端盖4上还设置有两个出水口402，分别绕后端盖中心对称分布；并且出水口402与后端盖4中心的距离小于进水口401与后端盖4中心的距离。出水口402的一端可与外部冷
却循环装置连接，另一端分别与内套1后端两个回水水道102的出水凹槽103相对应。
26.结合图1至图5所示，回水环3与内套1固定后，通过四个缺口302可将环形回水槽301分别与四条螺旋水道连通，从而可将进水水道101流出的液体转换方向进入回水水道102。后端盖4与内套1固定后，其环形进水槽403通过开口404分别与两个进水水道101连通，而两个出水口402则通过内套1上的出水凹槽103分别与两个出水水道102连通。将外套2安装于三者外部后可将进水水道101、出水水道102、环形回水槽301以及环形进水槽403封闭，从而形成“两进两出”的并联水路。为保证绝对密封，在内套1与回水环3之间、内套1与后端盖4之间、外套2与回水环3、外套2与后端盖4之间还分别设置有密封圈5。
27.工作时，分别将进水口401和出水口402与外部冷却循环装置连接，冷却水分别从两个进水口401进入环形进水槽403，经过缓冲流动经开口404流入两个进水水道101，经螺旋流动后进入环形回水槽301，并在环形回水槽301内改变方向分别进入两个出水水道102，经螺旋流动后通过出水凹槽103分别从两个出水口402流出，并返回外部冷却循环装置。由于两个低温进水水套101和两个高温出水水道102在轴向上交错分布，温度可相互弥补，从而能够实现温度场的轴向均匀性。并且水流沿圆周方向旋转前进，可保证温度场圆周方向上均匀分布，因此能够同时保证轴向和周向温度场的均匀性。而且进水口401和出水口402布置在同一端，方便管线布置，有助于结构设计的简单化。
28.尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。