本实用新型公开了一种薄膜冷却辊轴装置，包括U型的装置架，所述装置架内沿其均分线方向上下交错分布有第一冷却辊轴、第二冷却辊轴、第三冷却辊轴和第四冷却辊轴，所述第一冷却辊轴、第二冷却辊轴、第三冷却辊轴和第四冷却辊轴均包括辊轴杆、开设在辊轴杆内的螺旋冷却流道、密封转动连接在螺旋冷却流道两端的通水管和对称固定套接在辊轴杆上的两个限位环。本实用新型按照水流方向来设定进水端与出水端，水流方向使每个冷却辊轴中的螺旋冷却流道形成温度差，按照温度差来设定薄膜的收卷方向，依次排布第四、第三、第二、第一冷却辊轴，实现温度逐渐降低的、闭环的薄膜水冷系统，水冷效果好，避免骤然收缩引起的变形。