一种铜管拉辗用电主轴的制作方法

本实用新型涉及一种铜管拉辗用电主轴。

背景技术：

内螺纹铜管以其高效的热交换率被广泛应用于空调、冰箱等制冷设备上。现有技术中内螺纹铜管主要采用内螺纹铜管成型装置加工成型，如授权公告号为cn209372230u的实用新型专利中公开的内螺纹铜管成型装置。所述内螺纹铜管成型装置主要由游动拉伸机构、旋压成型机构和减径成型机构组成，其中对内螺纹成型起着核心作用的旋压成型机构的结构形式为：回转套与连接套连接、连接套与电机轴连接，通过电机轴带动旋压成型机构动作。

目前，用于内螺纹铜管加工的拉辗用电主轴采用异步电机驱动，缺点是功率密度低、发热量大、使用寿命低，此外，随着负载的增大，拉辗用电主轴转速会严重下降，导致内螺纹铜管的加工刚度和生产效率降低。为了适应空调器节能、降成本的要求,内螺纹铜管的管径越来越小、管壁越来越薄,这就对拉辗用电主轴提出了高转速、低振动的要求。而受异步电机的结构制约，高转速工作时拉辗用电主轴存在振动大的问题，影响内螺纹铜管的表面质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种铜管拉辗用电主轴，以解决现有技术中铜管拉辗用电主轴无法满足高转速、低振动使用要求，影响内螺纹铜管表面质量的问题。

本实用新型的铜管拉辗用电主轴采用如下技术方案：

铜管拉辗用电主轴包括：

壳体；

电机，固定在壳体内，所述电机为永磁同步电机；

所述电机包括定子、转子和电机轴；

所述电机轴的轴向两端分别通过第一轴承和第二轴承支撑。

本实用新型的有益效果是：永磁同步电机具有功率密度高、调速范围广、体积小、重量轻等特点，将其作为铜管拉辗用电主轴的驱动，能使铜管拉辗用电主轴满足高转速、低振动的使用要求，有利于提高内径较小的内螺纹铜管的表面质量。

作为优选的技术方案，所述壳体内还设有编码器，以实现对铜管拉辗用电主轴转速的闭环控制。

有益效果：通过编码器能准确测出电机轴的实际转速，以将电机轴的实际转速反馈给电机的控制系统，及时对电机轴转速进行调节，避免电机轴因负载增加而出现掉速情况，保证了拉辗用电主轴的使用稳定性。

作为优选的技术方案，所述第一轴承靠近铜管拉辗用电主轴的输出端设置，第一轴承的滚珠为陶瓷球，第一轴承采用油气润滑方式润滑。

有益效果：第一轴承采用陶瓷球和油气润滑，将润滑油随着气体的流动注入轴承内，避免了润滑油的散布，避免了润滑油油量过多影响轴承的散热，有利于提高了一轴承的极限转速和使用寿命。

作为优选的技术方案，电机轴靠近第一轴承的一端的外周面为锥形面，用于与旋压成型机构的连接套锥面配合。

有益效果：电机轴与旋压成型机构的连接套锥面配合，连接套与电机轴之间定位精度高，安装方便。

作为优选的技术方案，所述转子的永磁体外表面套设有碳纤维保护套。

有益效果：防止电机轴的离心力损坏转子。

作为优选的技术方案，所述电机的定子和壳体之间设有冷却水套，所述冷却水套外周面上开设有螺旋槽，所述螺旋槽与壳体围成电机冷却水通道，电机的端盖上设有与电机冷却水通道连通的电机冷却水进口。

有益效果：通过向螺旋槽式的冷却水套内通冷却水对电机进行冷却，能有效降低电机的温度，提高电机的使用寿命。

作为优选的技术方案，所述第一轴承靠近铜管拉辗用电主轴的输出端设置，第一轴承通过第一轴承座安装在壳体内，所述第一轴承座的外周面上开设有冷却水槽，所述冷却水槽与第一轴承座围成轴承冷却水通道，所述第一轴承座上设有与轴承冷却水通道连通的轴承冷却水进口。

有益效果：通过向轴承冷却水通道内通冷却水对第一轴承进行冷却，能有效降低第一轴承的温度，提高第一轴承的使用寿命。

作为优选的技术方案，电机的端盖处设有气封环，所述气封环上开设有多个径向通孔，端盖上设有与径向通孔连通以供压缩气体进入的进气口。

有益效果：通过向气封环处通压缩气体，能在电机轴外部形成一道气幕，防止冷却油和杂质进入电机轴内部，对电机轴造成损坏。

作为优选的技术方案，所述转子两端设有平衡环，可通过去掉平衡环的部分重量实现电机轴平衡校对时的去重。

有益效果：通过平衡环去重能更快实现对电机轴的平衡校对。

作为优选的技术方案，第一轴承、第二轴承的内圈外端分别通过固定在电机轴上的第一螺母、第二螺母挡止，第一螺母和第二螺母上均设有螺纹孔，可通过在螺纹孔内安装螺钉实现整机动平衡时的加重。

有益效果：通过在第一螺母和第二螺母上加重能加快实现整机动平横。

附图说明

图1为本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例1的立体图；

图2为图1去掉壳体时的立体图；

图3为本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例1的主视图；

图4为图2的a-a剖视图；

图5为图3的b-b剖视图；

图6为图3的c-c剖视图；

图7为图3的d-d剖视图；

图8为图3的e-e剖视图；

图9为图3的f-f剖视图；

图10为图3的后视图；

图11为图10的g-g剖视图；

图12为图1去掉第二大盖时的立体图。

图中：1-防尘盖；2-第一螺母；3-第一气封环；4-第一小盖；5-第一内隔圈；6-第一外隔圈；7-第一轴承座；8-第一大盖；9-壳体；10-平衡环；11-定子；12-转子；13-冷却水套；14-编码器座；15-电机轴；16-滚动导套；17-第二内隔圈；18-第二外隔圈；19-压簧；20-第二轴承座；21-第二螺母；22-弹簧座；23-第二气封环；24-第二大盖；25-编码器螺母；26-连接套；27-回转套；28-编码器测量头；29-齿盘；30-油气接头；31-润滑油接头；32-冷却水进口接头；33-冷却水出口接头；34-气密封接头；35-电缆防水接头；36-编码器接头；37-排气接头；71-第一轴承座挡台；72-第一轴承座冷却水通道；73-第一轴承座油气通道；74-第一轴承座气体通道；75-第一轴承座排气通道；81-第一大盖连通水道；82-第一大盖冷却水流出通道；83-第一大盖油气通道；84-第一大盖气体通道；85-第一大盖排气通道；91-壳体油气通道；92-壳体连通水道；93-壳体冷却水流出通道；94-壳体气体通道；95-壳体排气通道；131-螺旋槽；151-第一轴肩；152-第二轴肩；181-润滑油槽；201-第二轴承座挡台；202-第二轴承座润滑油通道；241-第二大盖冷却水通道；242-第二大盖润滑油通道；243-第二大盖气体通道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“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。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例1：

如图1至图4所示，铜管拉辗用电主轴包括壳体9，壳体9的两端分别固定有第一端盖和第二端盖，壳体9内固定有永磁同步电机。永磁同步电机包括定子11、转子12和电机轴15，电机轴15的轴向两端分别通过第一轴承、第二轴承支撑。转子12的永磁体外表面套有碳纤维保护套，防止转子12在电机的离心力作用下损坏。转子12的轴向两端还设有平衡环10，永磁转子12、平衡环10通过冷压的方式安装到电机轴15上，在对电机轴15进行平衡校对时，可用钻头在平衡环10上钻掉一部分重量实现去重。

如图4至图9所示，旋压成型机构靠近第一轴承设置，旋压成型机构包括回转套27和连接套26，回转套27和连接套26之间通过若干内六角螺钉固定。电机轴15靠近第一轴承的一端设有外锥面，连接套26上设有内锥面，在电机轴15上安装旋压成型机构时，先将内锥面和外锥面锥面配合，螺钉沿与电机轴15轴向平行的方向插装在连接套26上并与电机轴15螺纹连接，实现连接套26在电机轴15上的固定；然后将回转套27通过若干内六角螺钉固定在连接套26上。旋压成型机构与电机轴15之间的定位精度高，安装方便。

如图4所示，第一轴承和第二轴承均设有两个，且均为角接触球轴承，各角接触球轴承均通过内圈与电机轴15过盈配合安装在电机轴15上。铜管拉辗用电主轴还包括第一轴承座7、第二轴承座20，第一轴承座7用于安装两个第一轴承，第二轴承座20用于安装两个第二轴承。

如图4所示，具体的，第一端盖包括第一大盖8、第一小盖4和防尘盖1，第一轴承座7设置在第一大盖8的内孔中。第一大盖8与壳体9、第一轴承座7固定连接，第一小盖4通过若干螺钉紧固到第一轴承座7上，防尘盖1通过紧定螺钉固定第一小盖4外部。第一小盖4包括直径较大段和直径较小段，直径较小段伸入至第一轴承座7内部，直径较大段挡止固定在第一轴承座7的外端面外。第一轴承座7的轴向内端设有朝向电机轴15延伸的第一轴承座挡台71。电机轴15上设有第一轴肩151，电机轴15上还螺纹连接有第一螺母2，第一螺母2和第一轴肩151轴向间隔设置。

如图4所示，靠近电机轴15轴向内端设置的第一轴承的内圈内端通过第一轴肩151挡止定位、外圈内端通过第一轴承座挡台71挡止定位；靠近电机轴15轴向外端设置的第一轴承的内圈外端通过第一螺母2挡止定位、外圈外端通过第一小盖4的台阶面挡止定位；此外，两个第一轴承的内圈通过第一内隔圈5隔开、外圈通过第一外隔圈6隔开，实现对两个第一轴承的定位。

如图4所示，第二端盖包括第二大盖24，第二大盖24与壳体9固定连接。壳体9的靠近第二轴承设置的端面上设有若干沉孔，第二轴承座20的外端通过紧定螺钉连接有弹簧座22，如图2所示，各沉孔内一一对应安装有弹簧，弹簧具体的为压簧19，各压簧19的两端分别顶压在沉孔的孔底和弹簧座22之间，以对弹簧座22施加背向第一轴承的轴向力，从而对第二轴承提供预紧力。弹簧座22包括直径较大段和直径较小段，直径较小段伸入至第二轴承座20内部，直径较大段挡止固定在第二轴承座20的外端面外。第二轴承座20的轴向内端设有朝向电机轴15轴向延伸的第二轴承座挡台201。电机轴15上设有第二轴肩152，电机轴15承还螺纹连接有第二螺母21，第二轴肩152和第二螺母21轴向间隔设置。

如图4所示，靠近电机轴15轴向内端设置在第二轴承的内圈通过第二轴肩152挡止定位、外圈内端通过第二轴承座挡台201挡止定位；靠近电机轴15轴向外端设置的第二轴承的内圈通过第二螺母21挡止定位、外圈外端通过弹簧座22的台阶面挡止定位；此外，两个第二轴承的内圈通过第二内隔圈17隔开、外圈通过第二外隔圈18隔开，实现对两个第二轴承的定位。

上述第一轴承的滚珠为陶瓷球，如图3、图4和图6所示，第二大盖24上设有两个油气接头30和两个第二大盖油气通道；电机的壳体9上设有两个壳体油气通道91；第一大盖8上设有两个第一大盖油气通道83，第一轴承座7上设有两个第一轴承座油气通道73。上述第二大盖油气通道、壳体油气通道91、第一大盖油气通道83与第一轴承座油气通道73一一对应，且相对应的油气通道依次连通，两个第二大盖油气通道的入口与两个油气接头30一一对应连通，两个第一轴承座油气通道73的出口分别正对两个第一轴承的外圈设置。在铜管拉辗用电主轴工作时，油气混合物分别从两个油气接头30进入并沿相应的第二大盖油气通道、壳体油气通道91、第一大盖油气通道83和第一轴承座油气通道73打在相应的第一轴承的外圈上，以对两个第一轴承进行油气润滑。

此外，如图3至图5所示，第二大盖24上还设有两个润滑油接头31和两个第二大盖润滑油通道242，第二轴承座20上设有两个第二轴承座润滑油通道202，第二外隔圈18上间隔设有两个润滑油槽181，各润滑油槽181与第二轴承座20分别围成第二外隔圈润滑油通道。上述第二大盖润滑油通道242、第二轴承座润滑油通道202和第二外隔圈润滑油通道一一对应，且相对应的润滑油通道依次连通，两个第二大盖油气通道的入口与两个润滑油接头31一一对应连通。在铜管拉辗用电主轴工作时，润滑油分别从两个润滑油接头31进入并沿相应的第二大盖润滑油通道242、第二轴承座润滑油通道202进入相应的第二外隔圈润滑油通道，以分别对两个第二轴承进行润滑。

如图3和图7所示，电机的定子11和壳体9之间设有冷却水套13，冷却水套13与第一大盖8固定连接。电机的定子11通过胶粘的方式固定在冷却水套13内。冷却水套13的外周面上开设有螺旋槽131，螺旋槽131与壳体9围成螺旋形的电机冷却水流入通道，第二大盖24上设有冷却水进口接头32和第二大盖冷却水通道241，第二大盖冷却水通道241靠近冷却水进口接头32的一端开口为电机冷却水进口。电机冷却水进口与冷却水进口接头32相连通，电机冷却水流入通道和第二大盖冷却水通道241相连通。在铜管拉辗用电主轴工作时，冷却水从冷却水进口接头32进入并沿第二大盖冷却水通道241进入电机冷却水流入通道内对电机进行冷却。

此外，如图3和图7所示，第一大盖8上设有第一大盖冷却水流入通道，第一轴承座7的外周面上设有第一轴承座冷却水槽，第一轴承座冷却水槽与第一大盖8围成第一轴承座冷却水通道72。如图10和图11所示，上述壳体9上设有壳体连通水道92，第一大盖上设有第一大盖连通水道81，上述电机冷却水流入通道、壳体连通水道92和第一大盖连通水道81与第一轴承座冷却水通道72依次连通，以在冷却水经过电机冷却水流入通道后流向第一轴承座冷却水通道72内对第一轴承进行冷却。此外，如图3、图7、图10和图11所示，第一大盖8上还设有第一大盖冷却水流出通道82，第二大盖24上设有冷却水出口接头33，壳体9上设壳体冷却水流出通道93，冷却水出口接头33和第一大盖冷却水流出通道82相连通。在由冷却水进口接头32进入的冷却水对电机、第一轴承冷却后依次通过第一大盖冷却水流出通道82、壳体冷却水流出通道93、第一大盖冷却水流出通道82从冷却水出口接头33流出。上述第一大盖冷却水流入通道靠近冷却水套13的一端开口构成轴承冷却水进口。

上述第一小盖4与第一螺母2共同形成迷宫密封。如图4所示，第一小盖4的内孔中设有第一气封环3，第二大盖24的内孔中设有第二气封环23。第一气封环3和第二气封环23上均设有若干径向通孔，如图3和图8所示，第二大盖24上设有两个气密封接头34，分别与第一气封环3的径向通孔和第二气封环23的径向通孔连通，压缩空气分别从两个气密封接头34进入，并在第一气封环3与第一螺母2的间隙以及第二气封环23与电机轴15的间隙内分别形成一道气幕，防止冷却油和杂质进入电机轴15内部。

具体的，如图8所示，第二大盖24上设有两个第二大盖气体通道243，壳体9上设有壳体气体通道94，第一大盖8上设有第一大盖气体通道84，第一轴承座7上设有第一轴承座气体通道74。其中一个第二大盖气体通道243的一端与其中一个气密封接头14相连通，另一端与与壳体气体通道94、第一大盖气体通道84、第一轴承座气体通道74以及第一气密封环3依次连通，以通过该气密封接头34向第一气密封环3内通高压气体。另一个第二大盖气体通道243的一端与另一个气密封接头34连通、另一端与第二气密封环23的径向通孔连通，以通过该气密封接头34向第二气密封环23内通高压气体。

如图3和图9所示，第二大盖24上还设有排气接头37，壳体9上设有壳体排气通道95；第一大盖8上设有第一大盖排气通道85；第一轴承座7上设有第一轴承座排气通道75，排气接头37、壳体排气通道95、第一大盖排气通道85和第一轴承座排气通道75依次连通，用于将通入第一轴承处的气体排出至铜管拉辗用电主轴的外部。

第二大盖24的内孔中还设有编码器组件，如图12所示，编码器组件包括编码器座14、编码器测量头28、齿盘29和编码器螺母25，其中，编码器测量头28用螺钉固定在编码器座14上，编码器座14通过紧定螺钉固定在壳体9的靠近第一轴承的端面处，齿盘29套装固定在电机轴15上，并用编码器螺母25锁紧固定，实现对铜管拉辗用电主轴的闭环控制。具体的，弹簧座22上设有用于避让编码器座14的避让槽，编码器座14与壳体9通过螺钉固定连接。

如图2至图4所示，第二轴承座20和壳体9之间还设有滚动导套16，滚动导套16上设有钢球，钢球与第二轴承座20的外周面、壳体9的内周面过盈配合，通过在壳体9和第二轴承座20之间设置钢球，可提高电机轴15的刚度和传热效率。

上述第一螺母2和第二螺母21的外端面上均设有若干螺纹通孔，用于安装紧定螺钉，防止电机轴15旋转时第一螺母2、第二螺母21松动。第一螺母2和第二螺母21的外端面上还设有若干螺纹孔，螺纹孔为盲孔，在进行整机动平衡校对时，通过在螺纹孔内安装螺钉实现加重。此外，如图3所示，第二大盖24上还设有电缆防水接头35和编码器接头36。

本实用新型的铜管拉辗用电主轴具有高转速、大功率、低振动、低发热、高刚性、调速范围广的特点。此外，系统采用编码器闭环控制，能准确测出电机轴的实际转速，避免了因增大负载而掉速的情况，保证了系统的稳定性。

本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例2：

与本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例1相比，区别仅在于：上述实施例1中的铜管拉辗用电主轴内设有编码器组件，实现对电机轴转速的闭环控制；本实施例中壳体内不设置编码器组件，电机轴的转速仅通过电机自身的控制器进行控制。

本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例3：

与本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例1相比，区别仅在于：上述实施例1中第一轴承的滚珠为陶瓷球，采用的是油气润滑；本实施例中第一轴承的滚珠采用金属材料制成，并采用润滑油润滑。

本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例4：

与本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例1相比，区别仅在于：上述实施例1中的连接套和电机轴采用锥面配合；本实施例中的连接套和电机轴直接采用圆柱面配合。

本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例5：

与本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例1相比，区别仅在于：上述实施例中转子的永磁体表面设有碳纤维保护套；本实施例中转子的永磁体外不设置保护套。

本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例6：

与本实用新型的铜管拉辗用电主轴的具体实施例1相比，区别仅在于：上述实施例1中电机的第一小盖和第二大盖处分别设有气封环，以在电机轴的两端形成气密封；本实施例中在第一小盖和第二大盖处设有橡胶环，通过橡胶环实现电机轴两端的密封。

本实用新型其他未述内容属于现有技术。

以上实施例是为了说明本实用新型的技术方案，其目的是在于使本领域技术人员能够了解本实用新型的内容并予以实施，但并不以此限制本实用新型的保护范围。凡是依据本实用新型的实质内容所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。