一种机床主轴动平衡系统

摘要

本发明公开了一种机床主轴动平衡系统。该系统包括主轴箱套、主轴组件、平衡组件和固定环，驱动电机转子与旋转主轴组合设置，通过平衡组件从驱动电机转子两端及旋转主轴的两端任意位置进行平衡，可以有效提高驱动电机转子的稳定性，避免驱动电机转子出现间隙性晃动，进而可以提高旋转主轴中部位置的动平衡稳定性，充分将旋转主轴的振幅控制在设计要求以内。在平衡调节中，可以通过调节部来调节回转部相对于旋转主轴径向方向的偏心质量，来确保整个旋转主轴的动平衡，避免出现超出设计要求的振动，能够保持轴承支撑系统的稳定性，提高加工精度。

权利要求

1.一种机床主轴动平衡系统，其特征在于，包括：

主轴箱套，包括驱动电机定子；

主轴组件，包括旋转主轴和沿所述旋转主轴的轴向依次分布的前端轴承组件、驱动电机转子、后端轴承组件，所述旋转主轴通过所述前端轴承组件和所述后端轴承组件旋转支撑于所述主轴箱套内，并通过所述驱动电机转子与所述驱动电机定子配合实现旋转；

平衡组件，沿所述旋转主轴的轴向设于所述驱动电机转子的至少一端和/或所述旋转主轴的至少一端，所述平衡组件设有回转部和多个调节部，所述回转部同轴设于所述旋转主轴，所述调节部绕所述回转部的轴心均匀设置在所述回转部上，并且所述调节部能够调节自身到所述回转部轴心的距离；

固定环，沿所述旋转主轴的轴向设于所述前端轴承组件的至少一端和/或所述后端轴承组件的至少一端，并通过过盈配合固定在所述旋转主轴上，所述固定环设有位于内圈的第一液压槽和绕所述旋转主轴的轴心均匀分布的多条第一液压通道，所述第一液压通道连接所述第一液压槽和外部液压机构；

所述回转部周向均匀设有多个平衡孔，所述调节部能够移动调节地设于所述平衡孔内，从而调节自身到所述回转部轴心的距离；所述调节部与所述平衡孔之间设有配合螺纹，所述平衡组件还设有弹性支撑部，所述弹性支撑部抵接于所述调节部和所述平衡孔的底部之间；所述平衡组件还设有配重部，所述配重部设于所述弹性支撑部与所述调节部之间；所述固定环的内圈呈阶梯孔，所述第一液压槽设于所述固定环孔径小的内壁上；所述回转部通过过盈配合固定在所述旋转主轴上，并且所述回转部设有第二液压槽和第二液压通道，所述第二液压槽位于所述回转部的内圈，所述第二液压通道绕所述回转部的轴心均匀分布，所述第二液压通道连接所述第二液压槽和外部液压机构；所述旋转主轴设有锥形轴段，所述回转部的中心设有锥形孔道，所述回转部通过所述锥形孔道与所述锥形轴段过盈配合固定在所述旋转主轴上；

其中，所述旋转主轴由前向后依次设置有A轴段、B轴段、C轴段、D轴段、E轴段、F轴段和G轴段，其中所述A轴段为沿靠近所述B轴段的方向逐渐增大的锥形轴段，所述B轴段的外径大于所述A轴段而形成轴肩，同时所述B轴段至所述G轴段的外径依次减小，从而在每相邻的两个轴段之间形成一个轴肩，所述G轴段为沿远离所述F轴段的方向逐渐减小的锥形轴段；所述驱动电机转子通过过盈配合固定于所述E轴段，所述前端轴承组件设于所述C轴段，所述后端轴承组件设于所述F轴段；

所述固定环包括第一固定环和第二固定环，所述第一固定环设于所述C轴段并位于所述前端轴承组件的后端，用于将所述前端轴承组件限位在所述C轴段靠近所述B轴段的轴肩之间，所述第二固定环设于所述F轴段并位于所述后端轴承组件的后端，用于将所述后端轴承组件限位在所述F轴段靠近所述E轴段的轴肩之间；

所述平衡组件包括第一回转部、第三回转部和两个第二回转部，所述第一回转部、所述第二回转部和所述第三回转部对应设有第一调节部、第二调节部和第三调节部，所述第一回转部的中心设有第一锥形孔道，并通过所述第一锥形孔道过盈配合固定在所述A轴段，所述第三回转部的中心设有第三锥形孔道，并通过所述第三锥形孔道过盈配合固定在所述G轴段，所述第二回转部通过过盈配合固定于所述驱动电机转子两端；

所述第一回转部的后端面设有安装凹位，所述第一调节部设于所述安装凹位内。

说明书

一种机床主轴动平衡系统

技术领域

[0001] 本发明涉及数控机床技术领域，特别涉及一种机床主轴动平衡系统。

背景技术

[0002] 螺旋锥齿轮加工机床主要包括磨齿机和铣齿机，两者均设有工件主轴箱、刀具主轴箱（在磨齿机中为砂轮主轴箱）、回转主轴箱，通过三个主轴箱配合XYZ三轴移动，实现螺旋锥齿轮的磨齿或铣齿加工。由于螺旋锥齿轮加工的精度要求极高，具有高转速、高精度、高稳定性的要求，而转速和精度的提高是以高精度的动平衡为前提，因此对于主轴的动平衡要求也极高。当旋转主轴在主轴箱内旋转时，因装配间隙、轴承自身间隙、转子设置等因素的影响，容易出现微小的不平衡，当出现动量不平衡的情况时，会导致主轴出现振动，影响加工精度，并且容易产生噪音、增加能耗、加速部件磨损，进而导致主轴回转精度的严重丧失乃至轴承支撑系统的失稳。因此需要提供一种能够满足精密加工机床的主轴动平衡系统。

发明内容

[0003] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种机床主轴动平衡系统，能够有效确保主轴在高速转动下的稳定性及加工精度。

[0004] 本发明还提出一种用于上述机床主轴动平衡系统的机床主轴动平衡方法。

[0005] 根据本发明第一方面实施例的机床主轴动平衡系统，包括主轴箱套、主轴组件、平衡组件和固定环，所述主轴箱套包括驱动电机定子；所述主轴组件包括旋转主轴和沿所述旋转主轴的轴向依次分布的前端轴承组件、驱动电机转子、后端轴承组件，所述旋转主轴通过所述前端轴承组件和所述后端轴承组件旋转支撑于所述主轴箱套内，并通过所述驱动电机转子与所述驱动电机定子配合实现旋转；所述平衡组件沿所述旋转主轴的轴向设于所述驱动电机转子的至少一端和/或所述旋转主轴的至少一端，所述平衡组件设有回转部和多个调节部，所述回转部同轴设于所述旋转主轴，所述调节部绕所述回转部的轴心均匀设置在所述回转部上，并且所述调节部能够调节自身到所述回转部轴心的距离；所述固定环沿所述旋转主轴的轴向设于所述前端轴承组件的至少一端和/或所述后端轴承组件的至少一端，并通过过盈配合固定在所述旋转主轴上，所述固定环设有位于内圈的第一液压槽和绕所述旋转主轴的轴心均匀分布的多条第一液压通道，所述第一液压通道连接所述第一液压槽和外部液压机构。

[0006] 根据本发明实施例的机床主轴动平衡系统，至少具有如下有益效果：

[0007] 采用上述结构设置的机床主轴动平衡系统，驱动电机转子与旋转主轴组合设置，通过平衡组件从驱动电机转子两端及旋转主轴的两端任意位置进行平衡，可以有效提高驱动电机转子的稳定性，避免驱动电机转子出现间隙性晃动，进而可以提高旋转主轴中部位置的动平衡稳定性，充分将旋转主轴的振幅控制在设计要求以内。在平衡调节中，可以通过调节部来调节回转部相对于旋转主轴径向方向的偏心质量，来确保整个旋转主轴的动平衡，避免出现超出设计要求的振动，能够保持轴承支撑系统的稳定性，提高加工精度。回转部采用回转结构，可以确保自身静平衡，进而提高调节部调节时的准确性和精度。其中通过过盈配合固定的固定环对轴承组件进行限位，可以提高轴承组件的安装强度，同时固定环的设置不会破坏旋转主轴的动平衡。固定环上设置的第一液压槽和第一液压通道在满足方便拆卸固定环的作用的同时，也不会破坏旋转主轴的动平衡。旋转主轴通过固定环和平衡组件的配合，可以确保整体的动平衡，满足精密加工机床的加工需求。

[0008] 根据本发明的一些实施例，所述回转部周向均匀设有多个平衡孔，所述调节部能够移动调节地设于所述平衡孔内，从而调节自身到所述回转部轴心的距离。

[0009] 根据本发明的一些实施例，所述调节部与所述平衡孔之间设有配合螺纹，所述平衡组件还设有弹性支撑部，所述弹性支撑部抵接于所述调节部和所述平衡孔的底部之间。

[0010] 根据本发明的一些实施例，所述平衡组件还设有配重部，所述配重部设于所述弹性支撑部与所述调节部之间。

[0011] 根据本发明的一些实施例，所述固定环的内圈呈阶梯孔，所述第一液压槽设于所述固定环孔径小的内壁上。

[0012] 根据本发明的一些实施例，所述回转部通过过盈配合固定在所述旋转主轴上，并且所述回转部设有第二液压槽和第二液压通道，所述第二液压槽位于所述回转部的内圈，所述第二液压通道绕所述回转部的轴心均匀分布，所述第二液压通道连接所述第二液压槽和外部液压机构。

[0013] 根据本发明的一些实施例，所述旋转主轴设有锥形轴段，所述回转部的中心设有锥形孔道，所述回转部通过所述锥形孔道与所述锥形轴段过盈配合固定在所述旋转主轴上。

[0014] 根据本发明的一些实施例，所述旋转主轴由前向后依次设置有A轴段、B轴段、C轴段、D轴段、E轴段、F轴段和G轴段，其中所述A轴段为沿靠近所述B轴段的方向逐渐增大的锥形轴段，所述B轴段的外径大于所述A轴段而形成轴肩，同时所述B轴段至所述G轴段的外径依次减小，从而在每相邻的两个轴段之间形成一个轴肩，所述G轴段为沿远离所述F轴段的方向逐渐减小的锥形轴段；所述驱动电机转子通过过盈配合固定于所述E轴段，所述前端轴承组件设于所述C轴段，所述后端轴承组件设于所述F轴段；

[0015] 所述固定环包括第一固定环和第二固定环，所述第一固定环设于所述C轴段并位于所述前端轴承组件的后端，用于将所述前端轴承组件限位在所述C轴段靠近所述B轴段的轴肩之间，所述第二固定环设于所述F轴段并位于所述后端轴承组件的后端，用于将所述后端轴承组件限位在所述F轴段靠近所述E轴段的轴肩之间；

[0016] 所述平衡组件包括第一回转部、第三回转部和两个第二回转部，所述第一回转部、所述第二回转部和所述第三回转部对应设有第一调节部、第二调节部和第三调节部，所述第一回转部的中心设有第一锥形孔道，并通过所述第一锥形孔道过盈配合固定在所述A轴段，所述第三回转部的中心设有第三锥形孔道，并通过所述第三锥形孔道过盈配合固定在所述G轴段，所述第二回转部通过过盈配合固定于所述驱动电机转子两端。

[0017] 根据本发明的一些实施例，所述第一回转部的后端面设有安装凹位，所述第一调节部设于所述安装凹位内。

[0018] 根据本发明第二方面实施例的机床主轴动平衡方法，包括：先对旋转主轴、固定环进行单独静平衡测试调整；之后将旋转主轴、驱动电机转子以及两个第二回转部组装在一起，进行动平衡测试调整；再将主轴箱套、前端轴承组件、后端轴承组件、驱动电机定子、第一回转部、第三回转部、固定环与旋转主轴组装在一起，进行动平衡测试调整。

[0019] 根据本发明实施例的机床主轴动平衡方法，至少具有如下有益效果：

[0020] 采用上述步骤的机床主轴动平衡方法，先对旋转主轴、固定环进行静平衡，能够避免旋转主轴、固定环自身存在偏差而在安装到旋转主轴上时造成平衡偏差，之后先对驱动电机转子及第二回转部进行动平衡，可以消除驱动电机转子的平衡偏差，确保传动的精度和稳定性。最后再整体进行动平衡测试调节，能够确保机床主轴的动平衡，进而确保加工精度及稳定性。

[0021] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

[0023] 图1为本发明中机床主轴动平衡系统的一种整体结构示意图；

[0024] 图2为本发明中第二回转部的一种结构示意图；

[0025] 图3为本发明中第一固定环的一种结构示意图；

[0026] 图4为本发明中调节组件的一种结构示意图；

[0027] 图5为本发明中旋转主轴的一种结构示意图；

[0028] 图6为第一固定环进行静平衡的一种示意图；

[0029] 图7为旋转主轴进行动平衡的一种示意图。

具体实施方式

[0030] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0031] 在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0032] 在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

[0033] 本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

[0034] 螺旋锥齿轮加工机床主要包括磨齿机和铣齿机，两者均设有工件主轴箱、刀具主轴箱（在磨齿机中为砂轮主轴箱）、回转主轴箱，通过三个主轴箱配合XYZ三轴移动，实现螺旋锥齿轮的磨齿或铣齿加工。由于螺旋锥齿轮加工的精度要求极高，具有高转速、高精度、高稳定性的要求，而转速和精度的提高是以高精度的动平衡为前提，因此对于主轴的动平衡要求也极高。当旋转主轴在主轴箱内旋转时，因装配间隙、轴承自身间隙、转子设置等因素的影响，容易出现微小的不平衡，当出现动量不平衡的情况时，会导致主轴出现振动，影响加工精度，并且容易产生噪音、增加能耗、加速部件磨损，进而导致主轴回转精度的严重丧失乃至轴承支撑系统的失稳。

[0035] 为了解决上述问题，参照图1至图7所示，本发明提出一种机床主轴动平衡系统，包括主轴箱套100、主轴组件、平衡组件和固定环，其中，主轴箱套100设有驱动电机定子101。主轴组件包括旋转主轴200和沿旋转主轴200的轴向依次分布的前端轴承组件300、驱动电机转子201、后端轴承组件400，旋转主轴200通过前端轴承组件300和后端轴承组件400旋转支撑于主轴箱套100内，并通过驱动电机转子201与驱动电机定子101配合实现旋转。前端轴承组件300分布在驱动电机转子201前端对应的旋转主轴200的轴段上，后端轴承组件400分布在驱动电机转子201后端对应的旋转主轴200的轴段上，并非局限在旋转主轴200的前端部和后端部。驱动电机转子201与旋转主轴200之间通过过盈配合固定。相比于传统采用平键固定的方式而言，能够消除驱动电机转子201与旋转主轴200之间的微小间隙，避免驱动电机转子201相对于旋转主轴200出现振动。由于驱动电机转子201为非均匀质量体，采用过盈配合固定的结构，可以防止驱动电机转子201在高速转动下出现间隙性晃动而导致旋转主轴200失稳振动。其过盈量可以根据实际尺寸、产品材料性能、需求等因素灵活设定，由于驱动电机转子201没有拆卸需求，因此过盈量越大，越有利于保持驱动电机转子201的稳定。

[0036] 平衡组件沿旋转主轴200的轴向同时设置在驱动电机转子201的两端以及旋转主轴200的前后两端。每个平衡组件具体包括回转部和多个调节部701，回转部同轴固定在旋转主轴200上，调节部701绕回转部的轴心均匀设置在回转部上，并且调节部701能够调节自身到回转部轴心的距离。由于驱动电机转子201为非均匀质量体，通过在其两端设置回转部和调节部701，在需要的时候，可以通过调节部701来改变旋转主轴200对应位置横截面的重心，来确保驱动电机转子201与旋转主轴200的整体动平衡，消除驱动电机转子201的平衡偏差。而旋转主轴200两端的平衡组件用于在旋转主轴200的两端对旋转主轴200进行平衡偏差调整，确保旋转主轴200两端的动平衡。可以理解的是，平衡组件可以根据需要在旋转主轴200的两端、驱动电机转子201的两端四个位置任意选择安装，并不局限于上述的四个位置同时设置。

[0037] 固定环沿旋转主轴200的轴向设于前端轴承组件300的一端以及后端轴承组件400的一端，并通过过盈配合固定在旋转主轴200上，用于对前端轴承组件300、后端轴承组件400进行轴向限位。固定环设有位于内圈的第一液压槽503和绕旋转主轴200的轴心均匀分布的多条第一液压通道504，第一液压通道504连接第一液压槽503和外部液压机构。由于旋转主轴200在机床加工中会因加工切削或磨削等受力，因此前端轴承组件300和后端轴承组件400会受到轴向作用力，通过固定环的过盈配合设置，可以有效加强轴承的强度和稳定性，提高轴向受力强度，能够保持轴承支撑系统的稳定性，减小轴承晃动的可能，并且通过过盈配合消除固定环与旋转主轴200之间的微小间隙，进而有助于提高固定环、前端轴承组件300、后端轴承组件400与旋转主轴200之间的整体动平衡。需要说明的是，固定环的位置也可以在前端轴承组件300的前后两端、后端轴承组件400的前后两端四个位置任意设置，并不局限于后端。

[0038] 可以理解的是，采用上述结构设置的机床主轴动平衡系统，驱动电机转子201与旋转主轴200组合设置，通过平衡组件从驱动电机转子201两端及旋转主轴200的两端任意位置进行平衡，可以有效提高驱动电机转子201的稳定性，避免驱动电机转子201出现间隙性晃动，进而可以提高旋转主轴200中部位置的动平衡稳定性，充分将旋转主轴200的振幅控制在设计要求以内。在平衡调节中，可以通过调节部701来调节回转部相对于旋转主轴200径向方向的偏心质量，来确保整个旋转主轴200的动平衡，避免出现超出设计要求的振动，能够保持轴承支撑系统的稳定性，提高加工精度。回转部采用回转结构，可以确保自身静平衡，进而提高调节部701调节时的准确性和精度。其中通过过盈配合固定的固定环对轴承组件进行限位，可以提高轴承组件的安装强度，同时固定环的设置不会破坏旋转主轴200的动平衡。固定环上设置的第一液压槽503和第一液压通道504在满足方便拆卸固定环的作用的同时，也不会破坏旋转主轴200的动平衡。旋转主轴200通过固定环和平衡组件的配合，可以确保整体的动平衡，满足精密加工机床的加工需求。

[0039] 在本发明的一些实施例中，回转部周向均匀设有多个平衡孔700，调节部701能够移动调节地设于平衡孔700内，从而调节自身到回转部轴心的距离。由于调节部701的位置移动，在对应位置必然会改变旋转主轴200在该位置的重心，从而达到平衡调节的目的。可以理解的是，平衡孔700的孔道方向既可以沿第一平衡组件、第二平衡组件的主体部分的径向分布，也可以沿其他角度或方向分布，只要不是沿轴向，在调节部701移动过程时中心距会发生改变即可，比如沿渐开线方向分布。调节部701的移动调节可以根据平衡孔700的孔道方向、形式进行灵活设置。

[0040] 参照图4，在本发明的一些实施例中，调节部701与平衡孔700之间设有配合螺纹，平衡组件还设有弹性支撑部703，弹性支撑部703抵接于调节部701和平衡孔700的底部之间。可以理解的是，由于平衡组件在工作时都是相对于旋转主轴200固定，即会跟随旋转主轴200进行高速旋转。而螺纹配合会存在配合间隙，这就导致调节部701与平衡孔700之间的配合螺纹会使得调节部701存在微小的振动，影响平衡精度，并对平衡调节带来新的偏差。本实施例通过在调节部701与平衡孔700的底部之间设置弹性支撑部703，利用弹性支撑部
703在调节部701的内侧进行弹性顶持，可以消除调节部701与平衡孔700之间的螺纹间隙，在旋转主轴200转动的情况下，可以结合离心力进一步确保螺纹间隙的消除，因此能够有效解决上述因螺纹配合间隙导致的问题，确保调节部701采用螺纹调节进行平衡调节的顺利实现。

[0041] 其中弹性支撑部703可以根据实际情况设置为气压支撑、液压支撑或一体式物理结构支撑，其中气压支撑、液压支撑既可以对应采用气压、液压伸缩结构，也可以仅采用压缩空气或压缩液体，即在调节部701的内侧与平衡孔700之间形成的腔室内填充压缩空气或压缩液体，利用空气压缩或者液体压缩来自然适配调节部701的移动调节，确保对调节部701的弹性顶持。在采用一体式物理结构支撑的时候，可以采用弹簧，也可以采用高弹海绵，又或者其他材料结构。

[0042] 在上述实施例的基础上，为了进行调节部701的移动调节，调节部701的外侧设置有与工具配合的连接结构，比如一字头、十字头、内六角头、梅花头等。在需要调节的时候，工人只需要通过相应的工具伸入平衡孔700，对接调节部701，再进行旋转即可实现调节部701的旋进或旋出，完成相应平衡量的调整。

[0043] 在本发明的一些实施例中，平衡组件还设有配重部702，配重部702设于弹性支撑部703与调节部701之间。由于弹性支撑部703的设置在一定程度上会改变调节组件的重心分布，一定程度上会减弱调节部701的平衡调节效果。本实施例通过设置配重部702，可以增大弹性支撑部703外端一侧的重量，在调节部701进行调节的时候，通过配重部702增强调节部701调节的偏心重量，既可以消除因设置弹性支撑部703带来的影响，又可以增强调节效果。可以理解的是，也可以通过增大、增重调节部701的方式来取代配重部702的设置，即将配重部702与调节部701一体设置。在弹性支撑部703采用弹簧的时候，该配重部702可以设置为球体结构，这样配重部702与调节部701之间的接触面较小，在调节部701利用螺纹调节的时候，对于配重部702和弹簧的作用力较小，不容易带动两者旋转，弹簧旋转的话会导致重心出现新的偏移变化，不容易旋转有利于确保调节组件整体的偏心质量调节的稳定。

[0044] 在本发明的一些实施例中，固定环的内圈呈阶梯孔，第一液压槽503设于固定环孔径小的内壁上。采用本实施例的结构设置，可以确保固定环的轴向强度的同时，在进行拆装的时候，通过阶梯孔的设置可以减小固定环内圈与旋转主轴200的接触面积，进而降低拆装难度。并且结合第一液压槽503及第一液压通道504的设置，可以利用液压顶持的方式对固定环施加张力，进一步降低拆卸难度。

[0045] 在本发明的一些实施例中，回转部通过过盈配合固定在旋转主轴200上，并且回转部设有第二液压槽603和第二液压通道604，第二液压槽603位于回转部的内圈，第二液压通道604绕回转部的轴心均匀分布，第二液压通道604连接第二液压槽603和外部液压机构。采用本实施例的结构设置，回转部利用过盈配合固定在旋转主轴200上，有助于确保在安装在旋转主轴200上的动平衡。并基于第二液压槽603和第二液压通道604的设置来提高拆卸的便利性，避免过盈配合导致的拆卸难的问题。其中第二液压槽603以及第二液压通道604均关于旋转主轴200的轴心对称，因此不会破坏旋转主轴200的整体动平衡。

[0046] 在本发明的一些实施例中，旋转主轴200设有锥形轴段，回转部的中心设有锥形孔道，回转部通过锥形孔道与锥形轴段过盈配合固定在旋转主轴200上。采用本实施例的结构设置，设置锥形孔道和锥形轴段，在满足回转部过盈配合安装的同时，也方便拆卸，在拆卸的时候可以实现自动定心，确保同轴度，进而确保动平衡。参照图1至图3，在本发明的一些实施例中，回转部包括设于驱动电机转子201两端的第二回转部601，第二回转部601与旋转主轴200之间通过过盈配合固定，并且第二回转部601设有位于内环壁的第二液压槽603及用于连通第二液压槽603和外部液压机构的第二液压通道604。由于第二回转部601无需进行频繁拆卸，因此过盈配合的过盈量可以设定较大，以确保安装的稳定性。而在需要拆卸的时候，可以通过外部液压机构向第二液压通道604注入液压油或其他介质，在液压油充满第二液压槽603之后，继续注入的液压油会对第二回转部601周向施加张开作用力，使得第二回转部601胀大，解除与旋转主轴200之间的过盈配合，进而方便进行拆卸。第二液压通道604沿第二回转部601的轴心对称设置有至少两条，以确保重量均衡。

[0047] 第二回转部601外周表面均匀设置平衡孔700，在平衡孔700内对应设置调节部701，从而利用调节部701调节相应的偏心质量，达到与驱动电机转子201整体动平衡的目的。

[0048] 参照图1，可以理解的是，在本发明的一些实施例中，前端轴承组件300设置有双列轴承，双列轴承的一端抵接旋转主轴200上的轴肩，另一端通过过盈配合固定在旋转主轴200上的第一固定环501限位，实现轴向方向的固定。由于旋转主轴200的前端重量较大，因此设置双列轴承进行旋转支撑，有利于保证旋转主轴200的安装强度及稳定性。后端轴承组件400设置有单组支撑轴承，支撑轴承的前端通过过盈配合固定在旋转主轴200上的垫套
401限位，后端通过过盈配合固定在旋转主轴200上的第二固定环502限位。垫套401的前端抵接旋转主轴200上的轴肩。第一固定环501和第二固定环502沿轴向适当延长，以确保对于轴承的限位作用。参照图3，第一固定环501和第二固定环502的内圈均设置成阶梯孔，这样在确保固定环的轴向强度的同时，在进行拆装的时候，通过阶梯孔的设置可以减小其内圈与旋转主轴200的接触面积，进而降低拆装难度。同时，第一固定环501和第二固定环502在其内径更小的内环壁（即与旋转主轴200过盈配合的内壁）上设置第一液压槽503及连接外部液压机构的第一液压通道504。且为了确保受力均衡、重力平衡，第一液压通道504绕旋转主轴200的轴心对称设置两条。这样可以确保第一固定环501、第二固定环502本身的静平衡，在安装到旋转主轴200上之后不会产生平衡偏差。

[0049] 在本发明的一些实施例中，旋转主轴200的前端设置有安装孔202，用以安装自动平衡仪和校正装置，提高旋转主轴200的通用性，以及整套机床主轴动平衡系统的通用性。

[0050] 参照图1至图5，在本实施例中，机床主轴动平衡系统包括主轴箱套100和旋转主轴200，旋转主轴200由前向后依次设置有A轴段、B轴段、C轴段、D轴段、E轴段、F轴段和G轴段，其中A轴段为沿靠近B轴段的方向逐渐增大的锥形轴段。B轴段的外径大于A轴段而形成轴肩，同时B轴段至G轴段的外径依次减小，在每相邻的两个轴段之间形成一个轴肩。G轴段为沿远离F轴段的方向逐渐减小的锥形轴段。旋转主轴200在E轴段通过过盈配合固定有驱动电机转子201以及位于驱动电子转子的前后两端的第二回转部601，其中前端的第二回转部
601抵接D轴段与E轴段之间的轴肩。第二回转部601的外周面均匀设置多个平衡孔700，每个平衡孔700内通过螺纹安装一调节部701。第二回转部601的内壁设置第二液压槽603，同时设置连接第二液压槽603及外部液压机构的第二液压通道604。旋转主轴200在C轴段抵靠B轴段与C轴段的轴肩设置有双列轴承，并且在双列轴承的后端同处于C轴段的位置设置第一固定环501，利用过盈配合的第一固定环501对双列轴承的后端进行限位。旋转主轴200在F轴段设置支撑轴承、位于支撑轴承前端并抵接E轴段与F轴段之间轴肩的垫套401、位于支撑轴承后端的第二固定环502。垫套401与第二固定环502均过盈配合固定在旋转主轴200上。
其中垫套401可以采用与第一固定环501、第二固定环502相同的结构设计，也可以是用于与主轴箱套100配合限位的结构设计。旋转主轴200通过双列轴承和支撑轴承进行前后支撑固定在主轴箱套100内。同时主轴箱套100上与驱动电机转子201相对的区域设置驱动电机定子101，从而实现旋转主轴200的驱动。第一固定环501、第二固定环502的内圈均为阶梯孔，并且在其内径小的内环壁上设置有第一液压槽503及连接第一液压槽503与外部液压机构的第一液压通道504。旋转主轴200在A轴段通过过盈配合固定有第一回转部602，在G轴段通过过盈配合固定有第三回转部6021，其中，第一回转部602中心设有第一锥形孔道，第三回转部6021中心设有第三锥形孔道。第一回转部602的后端面设置有环形的安装凹位，在该安装凹位的近心端均布有多个平衡孔700，平衡孔700内对应设置调节部701。第三回转部6021的外周表面也均布有多个平衡孔700及安装在平衡孔700内的调节部701。旋转主轴200、垫套401、第一固定环501和第二固定环502均为锻造的回转零件。本实施例的机床主轴动平衡系统，第一固定环501、第二固定环502均采用过盈配合固定在旋转主轴200上并分别对轴承进行限位，可以采用较大的过盈量来消除配合间隙，确保对于前端轴承组件300和后端轴承组件400的限位作用，减小振动，同时能够确保自身安装在旋转主轴200上的时候不会造成动量不平衡。第一回转部602、第二回转部601和第三回转部6021也采用过盈配合固定在旋转主轴200上，能够避免因安装带来的动量不平衡的问题。并且可以分别进行调节，来消除不平衡。第一固定环501和第二固定环502与第一回转部602、第二回转部601、第三回转部
6021相互配合，共同维持旋转主轴200的动平衡。在确保旋转主轴200的动平衡的同时，在拆卸调节方面，第一回转部602、第三回转部6021通过锥面配合方便快速拆除，第二回转部601以及第一固定环501、第二固定环502通过液压可拆的结构，既可以确保较大的过盈量，又能够提高拆卸的便捷性。

[0051] 采用上述结构设置的机床主轴动平衡系统，其机床主轴动平衡方法如下：先对旋转主轴200、固定环进行单独静平衡测试调整；之后将旋转主轴200、驱动电机转子201以及两个第二回转部601组装在一起，进行动平衡测试调整；再将主轴箱套100、前端轴承组件300、后端轴承组件400、驱动电机定子101、第一回转部602、第三回转部6021、固定环与旋转主轴200组装在一起，进行动平衡测试调整。

[0052] 采用上述步骤的机床主轴动平衡方法，先对旋转主轴200、固定环进行静平衡，能够避免旋转主轴200、固定环自身存在偏差而在安装到旋转主轴200上时造成平衡偏差，之后先对驱动电机转子201及第二回转部601进行动平衡，可以消除驱动电机转子201的平衡偏差，确保传动的精度和稳定性。最后再整体进行动平衡测试调节，能够确保机床主轴的动平衡，进而确保加工精度及稳定性。

[0053] 上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。