一种丝杆恒温冷却系统的制作方法

本发明涉及机械传动领域，尤其涉及一种丝杆恒温冷却系统。

背景技术：

1、丝杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。丝杆是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，丝杆被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

2、丝杆是数控机床的关键传动和定位部件,属于细长轴类零件,使用过程中由于运动时的摩擦生热及周围环境热源等因素影响，所以容易产生热膨胀变形造成数控设备精度下降。当丝杆发生热胀冷缩时，如果不采取相应的处理措施，可能会对其所在的机械设备造成不良影响，设备加工精度受到影响。直接影响到机械设备的精度和稳定性，严重时甚至会导致设备不能正常工作。

3、常用的丝杆热延伸的处理方法包括以下几种：

4、1.采用温度补偿结构

5、温度补偿结构是指在机械设备中增加一些结构，传感设备，通过监测温度变化，再通过复杂的模拟计算，以补偿温度变化造成的影响。这种结构的设计原则是让丝杆受到的热效应尽量减小，从而减小因丝杆热延伸造成的对机床精度的影响。此方法的缺点是成本太高，一套热补偿设备通常需要几万到几十万不等。

6、2.环境控制

7、在机械设备所在的环境中控制温度是一个有效的处理方法。如恒温车间，通过控制车间环境温度，可以降低丝杆的热膨胀量，从而降低丝杆热延伸的影响。这种方式通常适用于大型企业，小民企建造，使用成本太高。而且就算是恒温车间，也无法避免因为丝杆在传动过程中，产生的摩擦热变形。

8、3、丝杆预拉伸

9、丝杆预拉伸，是目前数控机床行业，普遍采取的做法，就是根据丝杠工作时升高的温度，计算出在这一温升中所产生伸长的热应力，然后对丝杆进行预拉，使其产生预应力，这个预应力大小与热伸长的应力大致相等，但方向相反。在丝杠工作时，温升后产生的伸长的热应力被预应力抵消，实际这时的丝杠并没有伸长，就保持了原有的精度。但这升高的温度不能超过原设计温度，如果超过了设计温度，预应力就不能全部抵消热伸长应力，丝杠就会产生伸长误差。这个实施起来，难度系数很高，所预拉伸的量都是靠经验得出，做不到统一，即同一拉伸数据，作用与同一型号机械设备，却精度结果却不一致。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种丝杆恒温冷却系统，使的丝杆保持恒温状态，降低丝杆热胀冷缩对丝杆精度的影响。

2、具体技术方案如下：一种丝杆恒温冷却系统，包括丝杆组件、驱动电机和液冷机；

3、所述丝杆组件包括丝杆和旋转套接在丝杆外侧的丝杆螺母，所述丝杆沿轴线方向设置有丝杆通孔；

4、所述驱动电机包括电机转轴，所述电机转轴贯穿驱动电机，所述电机转轴沿轴线方向上设置有转轴通孔；

5、所述丝杆与电机转轴密封连接，所述丝杆通孔与转轴通孔相连通；

6、所述液冷机用于使冷却液流经丝杆通孔和转轴通孔。

7、通过上述技术方案，液冷机可使冷却液流经丝杆通孔和转轴通孔，带走电机高速转动产生的热量和丝杆螺母与丝杆摩擦产生的热量，使丝杆保持恒温状态。以降低丝杆的热胀冷缩对数控机床加工精度的影响。

8、优选的，所述丝杆通过联轴器与电机转轴相连，所述联轴器上设置有通孔，所述通孔分别与丝杆通孔和转轴通孔相连通，所述联轴器与丝杆之间设置有第一密封圈，所述联轴器与电机转轴之间设置有第二密封圈。

9、通过上述技术方案，在联轴器上设置通孔，能实现电机转轴和丝杆之间传动的同时使丝杆通孔和转轴通孔串联起来，可使冷却液依次通过丝杆通孔和转轴通孔，从而实现对电机转轴和丝杆的冷却。设置第一密封圈和第二密封圈，可防止冷却液在联轴器处泄露。

10、优选的，所述丝杆通过支撑轴承固定于机床上。

11、通过上述技术方案，可通过丝杆通孔内的冷却液将丝杆与支撑轴承摩擦产生的热量带走。

12、优选的，所述丝杆一端与第一旋转接头相连，另一端与所述电机转轴的一端相连，所述电机转轴的另一端与第二旋转接头相连，所述第一旋转接头和第二旋转接头分别与液冷机相连。

13、通过上述技术方案，第一旋转接头和第二旋转接头可采用市场已有成品无需特殊设计，并且可保证在运行过程中冷却液的流量。

14、优选的，所述驱动电机包括旋转编码器，所述旋转编码器套设于电机转轴上。

15、通过上述技术方案，在保证驱动电机的运行精度的同时实现电机转轴贯穿驱动电机。

16、本发明的有益效果为：

17、1、丝杆通孔内通冷却液，可实现丝杆的恒温冷却；

18、2、电机转轴内同冷却液，可实现对驱动电机的恒温冷却；

技术特征：

1.一种丝杆恒温冷却系统，其特征在于：包括丝杆组件、驱动电机(2)和液冷机；

2.根据权利要求1所述一种丝杆恒温冷却系统，其特征在于：所述丝杆(1)通过联轴器(3)与电机转轴(21)相连，所述联轴器(3)上设置有通孔(31)，所述通孔(31)分别与丝杆通孔(11)和转轴通孔(22)相连通，所述联轴器(3)与丝杆(1)之间设置有第一密封圈(32)，所述联轴器(3)与电机转轴(21)之间设置有第二密封圈(33)。

3.根据权利要求1所述一种丝杆恒温冷却系统，其特征在于：所述丝杆(1)通过支撑轴承(14)固定于机床上。

4.根据权利要求1所述一种丝杆恒温冷却系统，其特征在于：所述丝杆(1)一端与第一旋转接头(13)相连，另一端与所述电机转轴(21)的一端相连，所述电机转轴(21)的另一端与第二旋转接头(23)相连，所述第一旋转接头(13)和第二旋转接头(23)分别与液冷机相连。

5.根据权利要求1所述一种丝杆恒温冷却系统，其特征在于：所述电机(2)为伺服电机，所述伺服电机包括旋转编码器(24)，所述旋转编码器(24)套设于电机转轴(21)上。

技术总结本发明提供了一种丝杆恒温冷却系统，包括丝杆组件、驱动电机和液冷机；所述丝杆组件包括丝杆和旋转套接在丝杆外侧的丝杆螺母，所述丝杆沿轴线方向设置有丝杆通孔；所述驱动电机包括电机转轴，所述电机转轴贯穿驱动电机，所述电机转轴沿轴线方向上设置有转轴通孔；所述丝杆与电机转轴密封连接，所述丝杆通孔与转轴通孔相连通；所述液冷机用于使冷却液流经丝杆通孔和转轴通孔。液冷机可使冷却液流经丝杆通孔和转轴通孔，带走电机高速转动产生的热量和丝杆螺母与丝杆摩擦产生的热量，使丝杆保持恒温状态。以降低丝杆的热胀冷缩对数控机床加工精度的影响。技术研发人员：李姚,宋刚,陈继勇,王强国,李振东受保护的技术使用者：宁波宫铁智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9