本发明涉及主轴，尤其涉及一种一体式皮带主轴。
背景技术：
主轴一般应用于精密加工设备中，现有技术中的主轴，主要包括钢筒、前轴承、后轴承、转子、拉杆组件和刀柄等等结构，其中，前轴承设置在前轴承座内，后轴承设置在后轴承座内，钢筒与前轴承座和后轴承座固定连接，由于钢筒、前轴承座和后轴承座是分开加工的，导致主轴运转过程中，前轴承、后轴承和转子的同心度难以保持一致，因各组成部分的轴心存在偏差，导致主轴的整体性能降低，难以达到理想要求。此外，在长期使用条件下，还会导致主轴的使用寿命缩短，无法满足应用需求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种各组成部分的同心度更高、整体性能更加优良、使用寿命更长的一体式皮带主轴。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种一体式皮带主轴，其包括有钢筒，所述钢筒内设有两个前轴承、两个后轴承及一转子，所述转子的前端设有刀柄，所述转子内穿设有拉杆组件，所述拉杆组件的前端连接与所述刀柄，所述转子的后端向所述钢筒的外侧延伸，所述钢筒的后端设有皮带轮，所述皮带轮套设于所述转子上且二者固定连接，所述转子的前端依次穿过两个前轴承，所述转子的后端依次穿过两个后轴承，其中：两个前轴承之间设有前内隔环和前外隔环，所述前内隔环夹设于两个前轴承的内环之间，所述前外隔环夹设于两个前轴承的外环之间，所述前内隔环位于所述前外隔环的内侧且二者之间设有间隙；两个后轴承之间设有后内隔环和后外隔环，所述后内隔环夹设于两个后轴承的内环之间，所述后外隔环夹设于两个后轴承的外环之间，所述后内隔环位于所述后外隔环的内侧且二者之间设有间隙；相邻设置的所述前轴承与所述后轴承之间设有中间内隔环和中间外隔环，所述中间内隔环夹设于所述前轴承的内环与所述后轴承的内环之间，所述中间外隔环夹设于所述前轴承的外环与所述后轴承的外环之间，所述中间内隔环位于所述中间外隔环的内侧且二者之间设有间隙。
优选地，所述钢筒内设有限位套和限位螺母，所述限位套和所述限位螺母均套设于所述转子上，所述限位螺母与所述转子螺合固定，所述限位套夹设于所述限位螺母与所述后轴承的内环之间，所述钢筒的后端固定有盖板，所述盖板覆盖于所述限位螺母的后端。
优选地，所述钢筒的内壁形成有后台阶部，位于后端的所述后轴承的外环抵接于所述后台阶部。
优选地，所述钢筒的前端固定有轴承压板，所述轴承压板的前端内壁嵌设有气环且二者固定连接，所述转子依次穿过所述轴承压板和所述气环，且所述转子与所述轴承压板和所述气环之间均设有间隙，所述转子的前端套设有防水盖，所述防水盖位于所述气环的内侧且二者之间设有间隙，所述钢筒上开设有进气口，所述轴承压板与所述气环之间形成有环状的第一气囊，所述气环上开设有气孔，且所述气孔贯穿于所述气环的内外两侧，所述钢筒和所述轴承压板内开设有依次连通的气封气道，所述进气口、所述气封气道、所述第一气囊和所述气孔依次连通，所述进气口注入的压缩空气依次经由所述气封气道、所述第一气囊、所述气孔和所述防水盖与所述气环之间的间隙吹出，进而在所述防水盖的周围形成环状气封。
优选地，所述钢筒的外侧壁形成有法兰环，所述进气口开设于所述法兰环上。
优选地，所述转子的外侧壁开设有储水槽，所述储水槽环绕于所述转子，所述储水槽的截面呈直角三角形，且所述储水槽的开口朝向所述轴承压板。
优选地，所述气环的内壁开设有环状的第二气囊，所述气孔连通于所述第二气囊。
优选地，所述钢筒的外侧壁分别开设有前冷却水道和后冷却水道，所述前冷却水道和后冷却水道分设于所述法兰环的前后两侧，且所述前冷却水道位于所述前轴承的外侧，所述后冷却水道位于所述中间外隔环和所述后轴承的外侧，所述钢筒上套设且固定有前水冷外套和后水冷外套，所述前水冷外套覆盖于所述前冷却水道，所述后水冷外套覆盖于所述后冷却水道，所述钢筒上开设有冷却液入口和冷却液出口，所述冷却液入口位于所述法兰环上，所述冷却液入口、所述前冷却水道、所述后冷却水道和所述冷却液出口通过开设于所述钢筒侧壁内的冷却液通道依次连通。
优选地，所述拉杆组件包括有拉杆，所述拉杆上套设有多个层叠设置的碟簧，所述拉杆上螺合有拉杆螺母，所述拉杆螺母靠近所述拉杆的后端，所述转子的内壁形成有前台阶部，多个碟簧夹设于所述前台阶部与所述拉杆螺母之间，所述拉杆的前端固定有拉爪座，所述拉爪座的前端连接有拉爪，所述刀柄的后端固定有刀柄连杆，所述刀柄连杆的后端插设于所述拉爪内，夹刀时，借由所述碟簧施加的弹力驱使所述拉杆向后滑动，进而驱使所述拉爪夹紧并且向后拉动所述刀柄连杆，松刀时，通过驱使所述拉杆向前滑动，进而驱使所述拉爪将所述刀柄连杆松开。
优选地，所述刀柄的外侧形成有锥状外壁，所述锥状外壁的直径由后至前逐渐增加，所述转子的前端开口形成有锥状内壁，所述锥状内壁的直径由后至前逐渐增加，夹刀时，所述锥状外壁与所述锥状内壁紧密贴合。
本发明公开的一体式皮带主轴中，两个前轴承、两个后轴承同时安装在所述钢筒内，无需另外配置前后轴承座，因此，当所述主轴装配以后，所述前轴承、后轴承和转子能够保持在同轴心状态，使得主轴的各组成部分同心度更高。再配合前侧的内外隔环、中间的内外隔环和后侧的内外隔环，使得前轴承、后轴承和转子得以同步运转，大大提高了主轴的整体性能，在上述结构的基础上，有效减少了主轴内部应力，有助于延长主轴的使用寿命。
附图说明
图1为本发明主轴的局部剖视图一；
图2为本发明主轴的局部剖视图二；
图3为钢筒的结构图；
图4为钢筒、前轴承和后轴承的结构图；
图5为两个前轴承、前内隔环和前外隔环的结构图；
图6为中间内隔环和中间外隔环的结构图；
图7为盖板的结构图；
图8为主轴前端部分的剖视图；
图9为图8中a部分的放大图；
图10为拉杆的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种一体式皮带主轴，结合图1至图10所示，其包括有钢筒1，所述钢筒1内设有两个前轴承2、两个后轴承3及一转子4，所述转子4的前端设有刀柄5，所述转子4内穿设有拉杆组件6，所述拉杆组件6的前端连接与所述刀柄5，所述转子4的后端向所述钢筒1的外侧延伸，所述钢筒1的后端设有皮带轮7，所述皮带轮7套设于所述转子4上且二者固定连接，所述转子4的前端依次穿过两个前轴承2，所述转子4的后端依次穿过两个后轴承3，其中：
两个前轴承2之间设有前内隔环20和前外隔环21，所述前内隔环20夹设于两个前轴承2的内环之间，所述前外隔环21夹设于两个前轴承2的外环之间，所述前内隔环20位于所述前外隔环21的内侧且二者之间设有间隙；
两个后轴承3之间设有后内隔环30和后外隔环31，所述后内隔环30夹设于两个后轴承3的内环之间，所述后外隔环31夹设于两个后轴承3的外环之间，所述后内隔环30位于所述后外隔环31的内侧且二者之间设有间隙；
相邻设置的所述前轴承2与所述后轴承3之间设有中间内隔环10和中间外隔环11，所述中间内隔环10夹设于所述前轴承2的内环与所述后轴承3的内环之间，所述中间外隔环11夹设于所述前轴承2的外环与所述后轴承3的外环之间，所述中间内隔环10位于所述中间外隔环11的内侧且二者之间设有间隙。
上述主轴中，两个前轴承2、两个后轴承3同时安装在所述钢筒1内，无需另外配置前后轴承座，因此，当所述主轴装配以后，所述前轴承2、后轴承3和转子4能够保持在同轴心状态，使得主轴的各组成部分同心度更高。再配合前侧的内外隔环、中间的内外隔环和后侧的内外隔环，使得前轴承2、后轴承3和转子4得以同步运转，大大提高了主轴的整体性能，在上述结构的基础上，有效减少了主轴内部应力，有助于延长主轴的使用寿命。
为了对所述转子4起到限位作用，本实施例中，所述钢筒1内设有限位套12和限位螺母13，所述限位套12和所述限位螺母13均套设于所述转子4上，所述限位螺母13与所述转子4螺合固定，所述限位套12夹设于所述限位螺母13与所述后轴承3的内环之间，所述钢筒1的后端固定有盖板29，所述盖板29覆盖于所述限位螺母13的后端。
作为一种优选方式，所述钢筒1的内壁形成有后台阶部14，位于后端的所述后轴承3的外环抵接于所述后台阶部14。
本实施例中，所述钢筒1的前端固定有轴承压板8，所述轴承压板8的前端内壁嵌设有气环9且二者固定连接，所述转子4依次穿过所述轴承压板8和所述气环9，且所述转子4与所述轴承压板8和所述气环9之间均设有间隙，所述转子4的前端套设有防水盖15，所述防水盖15位于所述气环9的内侧且二者之间设有间隙，所述钢筒1上开设有进气口16，所述轴承压板8与所述气环9之间形成有环状的第一气囊17，所述气环9上开设有气孔18，且所述气孔18贯穿于所述气环9的内外两侧，所述钢筒1和所述轴承压板8内开设有依次连通的气封气道19，所述进气口16、所述气封气道19、所述第一气囊17和所述气孔18依次连通，所述进气口16注入的压缩空气依次经由所述气封气道19、所述第一气囊17、所述气孔18和所述防水盖15与所述气环9之间的间隙吹出，进而在所述防水盖15的周围形成环状气封。
上述结构中，通过所述进气口16注入的压缩空气可传导至所述转子4的前端，并在所述防水盖15的周围形成环状气封，该环状气封可在主轴前端起到清洁作用。例如，当主轴用于卧式机床时，外部的冷却液在重力的作用下会向下掉落、溅水，本实施例通过增设上述环状气封，能够把主轴前端的溅水吹开，从而起到更好的清洁作用。
为了便于对所述主轴进行固定，本实施例中，所述钢筒1的外侧壁形成有法兰环22，所述进气口16开设于所述法兰环22上。
作为一种优选方式，所述转子4的外侧壁开设有储水槽23，所述储水槽23环绕于所述转子4，所述储水槽23的截面呈直角三角形，且所述储水槽23的开口朝向所述轴承压板8。
本实施例优选将所述储水槽23设置为三角形槽，其直角端位于所述储水槽23的后端，使得所述储水槽23的内壁形成向斜下方倾斜的斜面，当有水气进入所述转子4外侧的间隙时，气流可在间隙内传输，而气流中的水分则会在所述储水槽23的内壁汇聚，当所述储水槽23的内壁形成水滴后可沿着上述斜面向所述转子4的前侧方向流动，直至排出主轴之外，由此可防止轴承与水接触，避免影响主轴的工作性能和使用寿命。
此外，在上述第一气囊17的作用下，可以对气流起到暂存、缓冲作用，使得所述主轴前端持续产生环状气封。
进一步地，所述气环9的内壁开设有环状的第二气囊24，所述气孔18连通于所述第二气囊24。
本实施例优选采用水冷方式进行冷却降温，具体是指，所述钢筒1的外侧壁分别开设有前冷却水道25和后冷却水道26，所述前冷却水道25和后冷却水道26分设于所述法兰环22的前后两侧，且所述前冷却水道25位于所述前轴承2的外侧，所述后冷却水道26位于所述中间外隔环11和所述后轴承3的外侧，所述钢筒1上套设且固定有前水冷外套27和后水冷外套，所述前水冷外套27覆盖于所述前冷却水道25，所述后水冷外套覆盖于所述后冷却水道26，所述钢筒1上开设有冷却液入口28和冷却液出口，所述冷却液入口28位于所述法兰环22上，所述冷却液入口28、所述前冷却水道25、所述后冷却水道26和所述冷却液出口通过开设于所述钢筒1侧壁内的冷却液通道依次连通。
实际应用中，靠近所述主轴前端刀具位置的前轴承部分发热量较大，对此，本实施例采用上述结构，利用冷却液优先对前轴承2外侧部分进行冷却降温，再对钢筒1主体部分和后轴承3部分进行冷却降温，本实施例针对发热量大小的不同位置先后进行降温，这种降温顺序更加合理，热交换能力更强，冷却效果更好。
为了能够执行松刀和夹刀动作，本实施例中，所述拉杆组件6包括有拉杆60，所述拉杆60上套设有多个层叠设置的碟簧61，所述拉杆60上螺合有拉杆螺母62，所述拉杆螺母62靠近所述拉杆60的后端，所述转子4的内壁形成有前台阶部63，多个碟簧61夹设于所述前台阶部63与所述拉杆螺母62之间，所述拉杆60的前端固定有拉爪座64，所述拉爪座64的前端连接有拉爪65，所述刀柄5的后端固定有刀柄连杆50，所述刀柄连杆50的后端插设于所述拉爪65内，夹刀时，借由所述碟簧61施加的弹力驱使所述拉杆60向后滑动，进而驱使所述拉爪65夹紧并且向后拉动所述刀柄连杆50，松刀时，通过驱使所述拉杆60向前滑动，进而驱使所述拉爪65将所述刀柄连杆50松开。
作为一种优选方式，所述刀柄5的外侧形成有锥状外壁51，所述锥状外壁51的直径由后至前逐渐增加，所述转子4的前端开口形成有锥状内壁40，所述锥状内壁40的直径由后至前逐渐增加，夹刀时，所述锥状外壁51与所述锥状内壁40紧密贴合。
在上述锥状外壁51与所述锥状内壁40的配合作用下，大大增加了刀柄5与转子4的接触面积，使得所述主轴夹刀后，刀柄5与转子4更加紧密地结合，从而保证了主轴的加工精度和整体工作性能。
为了起到密封作用，本实施例中，所述拉杆60上开设有两个密封圈槽66，所述密封圈槽66靠近所述拉杆60的前端，所述密封圈槽66内容置有密封圈，且所述密封圈夹设于所述拉杆60与所述转子4之间。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。
1.一种一体式皮带主轴，其特征在于，包括有钢筒(1)，所述钢筒(1)内设有两个前轴承(2)、两个后轴承(3)及一转子(4)，所述转子(4)的前端设有刀柄(5)，所述转子(4)内穿设有拉杆组件(6)，所述拉杆组件(6)的前端连接与所述刀柄(5)，所述转子(4)的后端向所述钢筒(1)的外侧延伸，所述钢筒(1)的后端设有皮带轮(7)，所述皮带轮(7)套设于所述转子(4)上且二者固定连接，所述转子(4)的前端依次穿过两个前轴承(2)，所述转子(4)的后端依次穿过两个后轴承(3)，其中：
两个前轴承(2)之间设有前内隔环(20)和前外隔环(21)，所述前内隔环(20)夹设于两个前轴承(2)的内环之间，所述前外隔环(21)夹设于两个前轴承(2)的外环之间，所述前内隔环(20)位于所述前外隔环(21)的内侧且二者之间设有间隙；
两个后轴承(3)之间设有后内隔环(30)和后外隔环(31)，所述后内隔环(30)夹设于两个后轴承(3)的内环之间，所述后外隔环(31)夹设于两个后轴承(3)的外环之间，所述后内隔环(30)位于所述后外隔环(31)的内侧且二者之间设有间隙；
相邻设置的所述前轴承(2)与所述后轴承(3)之间设有中间内隔环(10)和中间外隔环(11)，所述中间内隔环(10)夹设于所述前轴承(2)的内环与所述后轴承(3)的内环之间，所述中间外隔环(11)夹设于所述前轴承(2)的外环与所述后轴承(3)的外环之间，所述中间内隔环(10)位于所述中间外隔环(11)的内侧且二者之间设有间隙。
2.如权利要求1所述的一体式皮带主轴，其特征在于，所述钢筒(1)内设有限位套(12)和限位螺母(13)，所述限位套(12)和所述限位螺母(13)均套设于所述转子(4)上，所述限位螺母(13)与所述转子(4)螺合固定，所述限位套(12)夹设于所述限位螺母(13)与所述后轴承(3)的内环之间，所述钢筒(1)的后端固定有盖板(29)，所述盖板(29)覆盖于所述限位螺母(13)的后端。
3.如权利要求1所述的一体式皮带主轴，其特征在于，所述钢筒(1)的内壁形成有后台阶部(14)，位于后端的所述后轴承(3)的外环抵接于所述后台阶部(14)。
4.如权利要求1所述的一体式皮带主轴，其特征在于，所述钢筒(1)的前端固定有轴承压板(8)，所述轴承压板(8)的前端内壁嵌设有气环(9)且二者固定连接，所述转子(4)依次穿过所述轴承压板(8)和所述气环(9)，且所述转子(4)与所述轴承压板(8)和所述气环(9)之间均设有间隙，所述转子(4)的前端套设有防水盖(15)，所述防水盖(15)位于所述气环(9)的内侧且二者之间设有间隙，所述钢筒(1)上开设有进气口(16)，所述轴承压板(8)与所述气环(9)之间形成有环状的第一气囊(17)，所述气环(9)上开设有气孔(18)，且所述气孔(18)贯穿于所述气环(9)的内外两侧，所述钢筒(1)和所述轴承压板(8)内开设有依次连通的气封气道(19)，所述进气口(16)、所述气封气道(19)、所述第一气囊(17)和所述气孔(18)依次连通，所述进气口(16)注入的压缩空气依次经由所述气封气道(19)、所述第一气囊(17)、所述气孔(18)和所述防水盖(15)与所述气环(9)之间的间隙吹出，进而在所述防水盖(15)的周围形成环状气封。
5.如权利要求4所述的一体式皮带主轴，其特征在于，所述钢筒(1)的外侧壁形成有法兰环(22)，所述进气口(16)开设于所述法兰环(22)上。
6.如权利要求4所述的一体式皮带主轴，其特征在于，所述转子(4)的外侧壁开设有储水槽(23)，所述储水槽(23)环绕于所述转子(4)，所述储水槽(23)的截面呈直角三角形，且所述储水槽(23)的开口朝向所述轴承压板(8)。
7.如权利要求4所述的一体式皮带主轴，其特征在于，所述气环(9)的内壁开设有环状的第二气囊(24)，所述气孔(18)连通于所述第二气囊(24)。
8.如权利要求5所述的一体式皮带主轴，其特征在于，所述钢筒(1)的外侧壁分别开设有前冷却水道(25)和后冷却水道(26)，所述前冷却水道(25)和后冷却水道(26)分设于所述法兰环(22)的前后两侧，且所述前冷却水道(25)位于所述前轴承(2)的外侧，所述后冷却水道(26)位于所述中间外隔环(11)和所述后轴承(3)的外侧，所述钢筒(1)上套设且固定有前水冷外套(27)和后水冷外套，所述前水冷外套(27)覆盖于所述前冷却水道(25)，所述后水冷外套覆盖于所述后冷却水道(26)，所述钢筒(1)上开设有冷却液入口(28)和冷却液出口，所述冷却液入口(28)位于所述法兰环(22)上，所述冷却液入口(28)、所述前冷却水道(25)、所述后冷却水道(26)和所述冷却液出口通过开设于所述钢筒(1)侧壁内的冷却液通道依次连通。
9.如权利要求1所述的一体式皮带主轴，其特征在于，所述拉杆组件(6)包括有拉杆(60)，所述拉杆(60)上套设有多个层叠设置的碟簧(61)，所述拉杆(60)上螺合有拉杆螺母(62)，所述拉杆螺母(62)靠近所述拉杆(60)的后端，所述转子(4)的内壁形成有前台阶部(63)，多个碟簧(61)夹设于所述前台阶部(63)与所述拉杆螺母(62)之间，所述拉杆(60)的前端固定有拉爪座(64)，所述拉爪座(64)的前端连接有拉爪(65)，所述刀柄(5)的后端固定有刀柄连杆(50)，所述刀柄连杆(50)的后端插设于所述拉爪(65)内，夹刀时，借由所述碟簧(61)施加的弹力驱使所述拉杆(60)向后滑动，进而驱使所述拉爪(65)夹紧并且向后拉动所述刀柄连杆(50)，松刀时，通过驱使所述拉杆(60)向前滑动，进而驱使所述拉爪(65)将所述刀柄连杆(50)松开。
10.如权利要求9所述的一体式皮带主轴，其特征在于，所述刀柄(5)的外侧形成有锥状外壁(51)，所述锥状外壁(51)的直径由后至前逐渐增加，所述转子(4)的前端开口形成有锥状内壁(40)，所述锥状内壁(40)的直径由后至前逐渐增加，夹刀时，所述锥状外壁(51)与所述锥状内壁(40)紧密贴合。
技术总结