CN101786256A - 一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴。可大大提高精度、同时可以降低振动和噪声。其包括转子主轴、主轴壳体、主轴法兰、电机、旋变器、主轴后盖、主轴前盖、冷却水接头，其特征在于：空气轴承主轴套装于所述主轴壳体和转子主轴所形成的空腔内，所述轴承套的内圆面上均布有径向节流孔，各个所述径向节流孔通过所述空气轴承主轴和所述主轴壳体内部的气路相互连通，所述主轴壳体上开有连通所述径向节流孔的进气口、出气口。

Description

一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴
(一)技术领域
本发明涉及半导体晶片制造设备领域，具体为一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴。
(二)背景技术
国内现有电主轴主要通过机械轴承支承，高速旋转振动、噪声大，同时其精度要求不能达到晶圆磨床砂轮主轴的使用要求。
(三)发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴，可大大提高精度、同时可以降低振动和噪声。
其技术方案是这样的：其包括转子主轴、主轴壳体、主轴法兰、电机、旋变器、主轴后盖、主轴前盖、冷却水接头，其特征在于：空气轴承主轴套装于所述主轴壳体和转子主轴所形成的空腔内，所述轴承套的内圆面上均布有径向节流孔，各个所述径向节流孔通过所述空气轴承主轴和所述主轴壳体内部的气路相互连通，所述主轴壳体上开有连通所述径向节流孔的进气口、出气口。
其进一步特征在于：所述主轴法兰上圆端面装有轴承套、下圆端面装有上止推轴承，所述上止推轴承与所述主轴前盖间安装有止推轴承气盖，所述轴承套、上止推轴承内部均开有上下位置对称的轴向节流孔，所述轴承套、上止推轴承内部的气路分别连通其内部的各个所述轴向节流孔，所述主轴法兰外圆面端套装有止推轴承间隙调整环，所述上止推轴承内部的气路通过所述止推轴承间隙调整环内部的气路连通所述轴承套内部的气路，所述轴承套内部的气路连通所述主轴壳体内的气路，所述上止推轴承内部的气路连通所述上止推轴承、止推轴承气盖与所述转子主轴的安装间隙，所述上止推轴承、止推轴承气盖与所述转子主轴的围成的间隙连通所述止推轴承气盖与所述主轴前盖的安装间隙，所述止推轴承气盖与所述主轴前盖的安装间隙连通外部空气；
所述径向节流孔、轴向节流孔内均安装有节流器；
所述电机具体为永磁体无刷直流电机，所述主轴壳体开有注水孔连通所述电机的定子，所述定子外壁开有螺旋槽，所述电机连接有所述旋变器；
所述主轴后盖中心处套装有冷却水接头，所述冷却水接头内部开有气路，所述气路连通所述主轴后盖的进气口，所述冷却水接头与所述转子主轴的安装间隙连通所述冷却水接头内部的气路，所述冷却水接头与所述转子主轴的安装间隙连通所述转子主轴与所述主轴后盖的安装间隙，所述转子主轴与所述主轴后盖的安装间隙连通所述转子主轴与所述旋变器的安装间隙，所述转子主轴与所述旋变器的安装间隙连通其下部所述电机的安装空隙，所述电机的安装空隙连通所述主轴后盖内部的排气孔；
所述主轴壳体为硬铝材质。
本发明的上述结构中，径向节流孔的设置保证通入各个径向节流孔的压缩空气作用于所述转子主轴，此时由于气体与所述转子主轴接触，通过均化作用提高电主轴的加工精度，同时由于无机械接触，降低噪声和振动。
(四)附图说明
图1是本发明的主视图的结构示意图；
图2是图1的A向放大图；
图3是图1的B向放大图。
(五)具体实施方式
见图1、图2、图3，本发明包括转子主轴1、主轴壳体2、主轴法兰3、电机4、旋变器5、主轴后盖6、主轴前盖7、冷却水接头8，空气轴承主轴9套装于主轴壳体2和转子主轴1所形成的空腔内，空气轴承主轴9的外圆面上均布有径向节流孔10，各个径向节流孔10通过空气轴承主轴9的气路21和主轴壳体2内部的气路22相互连通，主轴壳体2上开有连通径向节流孔10的进气口11、出气口12。
主轴法兰3上圆端面装有轴承套13、下圆端面装有上止推轴承14，上止推轴承14与主轴前盖7间安装有止推轴承气盖15，轴承套13、上止推轴承14内部均开有上下位置对称的轴向节流孔16，轴承套13内部的气路17连通其内部的各个轴向节流孔16，上止推轴承14内部的气路18连通其内部的各个轴向节流孔16，主轴法兰3外圆面端套装有止推轴承间隙调整环19，上止推轴承14内部的气路18通过止推轴承间隙调整环19内部的气路20连通轴承套13内部的气路17，轴承套13内部的气路17连通主轴壳体2内的气路22，上止推轴承14内部的气路18连通上止推轴承14、止推轴承气盖15与转子主轴1的安装间隙23，上止推轴承14、止推轴承气盖15与转子主轴的围成的间隙23连通止推轴承气盖15与主轴前盖7的安装间隙24，止推轴承气盖15与主轴前盖7的安装间隙24连通外部空气；
径向节流孔10、轴向节流孔16内均安装有节流器25；
电机4具体为永磁体无刷直流电机，主轴壳体2开有注水孔26连通电机4的定子27，定子27外壁开有螺旋槽28，电机4连接旋变器5；
主轴后盖6中心处装有冷却水接头8，冷却水接头8内部开有气路29，气路29连通主轴后盖6的进气口30，冷却水接头8与转子主轴1的安装间隙31连通冷却水接头8内部的气路29，冷却水接头8与转子主轴1的安装间隙31连通转子主轴1与主轴后盖6的安装间隙32，转子主轴1与主轴后盖6的安装间隙32连通转子主轴1与旋变器5的安装间隙33，转子主轴1与旋变器5的安装间隙33连通其下部电机4的安装空隙34，电机4的安装空隙34连通主轴后盖6内部的排气孔35；主轴壳体2为硬铝材质。图1、图3中的36为进水腔。
由于空气轴承主轴9套装于主轴壳体2和转子主轴1所形成的空腔内，空气轴承主轴9的外圆面上均布有径向节流孔10，径向节流孔10通过安装于空气轴承主轴9和主轴壳体2内的气路相互导通，主轴壳体2上开有连通径向节流孔10的进气口、出气口，其通过向进气口输入的压缩空气通道各个径向节流孔10，径向节流孔10内的气压力作用于转子主轴1，此时由于气体与转子主轴1接触，不存在机械接触，故其振动和噪音大大降低，同时由于均化作用大大提高了电主轴的加工精度。

Claims (6)

1.一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴，其包括转子主轴、主轴壳体、主轴法兰、电机、旋变器、主轴后盖、主轴前盖、冷却水接头，其特征在于：空气轴承主轴套装于所述主轴壳体和转子主轴所形成的空腔内，所述轴承套的内圆面上均布有径向节流孔，各个所述径向节流孔通过所述空气轴承主轴和所述主轴壳体内部的气路相互连通，所述主轴壳体上开有连通所述径向节流孔的进气口、出气口。
2.根据权利要求1所述一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴，其特征在于：所述主轴法兰上圆端面装有轴承套、下圆端面装有上止推轴承，所述上止推轴承与所述主轴前盖间安装有止推轴承气盖，所述轴承套、上止推轴承内部均开有上下位置对称的轴向节流孔，所述轴承套、上止推轴承内部的气路分别连通其内部的各个所述轴向节流孔，所述主轴法兰外圆面端套装有止推轴承间隙调整环，所述上止推轴承内部的气路通过所述止推轴承间隙调整环内部的气路连通所述轴承套内部的气路，所述轴承套内部的气路连通所述主轴壳体内的气路，所述上止推轴承内部的气路连通所述上止推轴承、止推轴承气盖与所述转子主轴的安装间隙，所述上止推轴承、止推轴承气盖与所述转子主轴的围成的间隙连通所述止推轴承气盖与所述主轴前盖的安装间隙，所述止推轴承气盖与所述主轴前盖的安装间隙连通外部空气。
3.根据权利要求2所述一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴，其特征在于：所述径向节流孔、轴向节流孔内均安装有节流器。
4.根据权利要求3所述一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴，其特征在于：所述电机具体为永磁体无刷直流电机，所述主轴壳体开有注水孔连通所述电机的定子，所述定子外壁开有螺旋槽，所述电机连接有所述旋变器。
5.根据权利要求4所述一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴，其特征在于：所述主轴后盖中心处套装有冷却水接头，所述冷却水接头内部开有气路，所述气路连通所述主轴后盖的进气口，所述冷却水接头与所述转子主轴的安装间隙连通所述冷却水接头内部的气路，所述冷却水接头与所述转子主轴的安装间隙连通所述转子主轴与所述主轴后盖的安装间隙，所述转子主轴与所述主轴后盖的安装间隙连通所述转子主轴与所述旋变器的安装间隙，所述转子主轴与所述旋变器的安装间隙连通其下部所述电机的安装空隙，所述电机的安装空隙连通所述主轴后盖内部的排气孔。
6.根据权利要求5所述一种改进的使用空气轴承的砂轮主轴，其特征在于：所述主轴壳体为硬铝材质。
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