CN102632257A - 液体静压轴承主轴装置 - Google Patents

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本发明涉及液体静压轴承主轴装置，属主轴装置。液体静压轴承主轴装置包括机体组件，设在机体组件内孔内的主轴，在机体组件与主轴之间设有前液体径向轴承和后液体径向轴承，在前液体径向轴承的前端设有液体止推轴承。所述机体组件由机体、设在机体前端部的前端盖和设在机体后端部的后端盖组成，在机体和前端盖上设有进油通道和出油通道。本发明的机体组件少，结构简单；调整止推轴承的间隙容易；液体径向轴承采用圆弧底油腔，油腔加工容易；设有油腔压力平衡通道，使油腔内保持等压力；将节流器直接安装在油腔壁上，节流后油路最短，同时方便调试和维修。

Description

液体静压轴承主轴装置
技术领域
本发明涉及具备能支持主轴旋转的流体静压轴承的主轴装置，特别是液体静压轴承主轴装置。
背景技术
    现有的机床主轴用的各种滚动轴承和流体动压轴承在设计和结构质量方面已达到很高的水平，但在极高速、极低速以及对精度、刚度、阻尼特性和寿命等有特殊要求的场合，却往往超越了滚动轴承和流体动压轴承的效能范围。流体静压主轴与其他支承形式的主轴相比，具有能适应很宽的速度范围，很高的旋转精度和定位精度，足够高的承载能力、良好的刚性和抗振性，主轴刚性和承载能力不受速度的影响，摩擦系数小，以及主轴的精度保持性长等特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种液体静压轴承主轴装置，该主轴采用前液体静压径向轴承和后液体静压径向轴承两组支撑结构，在前液体径向轴承的前端设有液体止推轴承；前后液体静压径向轴承的油腔沿径向呈弧形凹槽状，在所述弧形凹槽的圆弧的靠近两端的部位分别设有进油孔，在轴承体的外圆柱面上的相应的两个进油孔之间设有用于平衡油腔压力的环形凹槽。其结构简单；油腔加工容易；油腔内保持等压力；节流后油路最短。
本发明的技术解决方案是液体静压轴承主轴装置包括机体组件，设在机体组件内孔内的主轴，在机体组件与主轴之间设有前液体径向轴承和后液体径向轴承，在前液体径向轴承的前端设有液体止推轴承，所述机体组件由机体、设在机体前端部的前端盖和设在机体后端部的后端盖组成；在机体和前端盖内设有进油通道和出油通道。
以上所述的机体上可设有分流块，该分流块内设有分油通道，所述分油通道与机体内的进油通道连通。
本发明的前液体径向轴承可设有前轴承体和前节流器，前轴承体固定安装在机体的前端的内孔的阶梯孔内且套置在主轴上，前轴承体上沿径向设有多个与其内孔的孔壁上的油腔连通的进油孔，前轴承体的外圆柱面上沿周向设有与上述进油孔和机体的阶梯孔的孔壁上的进油通道连通的环形槽，前节流器设在进油孔的内端。
本发明的后液体径向轴承可设有后轴承体和后节流器，后轴承体固定安装在机体的后端的内孔的阶梯孔内且套置在主轴上，其后端部与机体后端部的后端盖的前端部间隙连接；后轴承体上沿径向设有多个与其内孔的孔壁上的油腔连通的进油孔，后轴承体的外圆柱面上沿周向设有与上述进油孔和机体的阶梯孔的孔壁上的进油通道连通的环形槽，后节流器设在进油孔的内端。
本发明的液体止推轴承可由以前液体径向轴承的前轴承体的前端面作为液体止推轴承后体、主轴前端部外圆周面上的环状凸部、以机体组件的前端盖的后端面作为液体止推轴承前体以及节流器组成。
本发明的前液体径向轴承的前轴承体的内孔的孔壁上可对称的设有四个油腔，所述油腔沿径向呈圆弧形凹槽状，在所述圆弧形凹槽的圆弧的靠近两端的部位分别设有进油孔，在前轴承体的外圆柱面上的相应的两个进油孔之间设有用于平衡油腔压力的与机体的阶梯孔的孔壁上的进油通道连通的压力平衡槽。
本发明的后液体径向轴承的后轴承体的内孔的孔壁上可对称的设有四个油腔，所述油腔沿周向呈弧形凹槽状，在所述弧形凹槽的圆弧的靠近两端的部位分别设有进油孔，在后轴承体的外圆柱面上的相应的两个进油孔之间设有用于平衡油腔压力的与机体的阶梯孔的孔壁上的进油通道连通的压力平衡槽。
本发明的工作原理是主轴装置工作时从分流块进油孔接通符合要求的机油，机油通过前后液体径向轴承和液体止推轴承的节流器后作用到主轴，主轴完全处于悬浮状态，使主轴旋转时没有接触磨擦，最大可能地减少了磨擦损失和发热。从前后液体径向轴承和液体止推轴承排出的机油经过机体和前端盖内的出油通道进入油箱，带走主轴装置工作时和机汕摩擦之所产生的热量，机油经冷却过滤后循环使用，保证主轴稳定、可靠地工作。
本发明的优点是利用机体组件的前端盖的后端面作为液体止推轴承前体，机体组件少，结构简单；液体径向轴承采用圆弧底油腔，可以用简单的偏心工艺加工，因而油腔加工容易，从而克服了现有等深油腔加工难的问题；为保证采用圆弧底油腔后由于主轴旋转会使油腔压力分布不均匀而设有油腔压力平衡通道，使油腔内保持等压力；节流器采用油塞形式，节流器可直接安装在轴承上，节流后油路最短，方便调试和维修。
附图说明
图1为本发明的构造示意图；
图2为本发明的左视图；
图3为本发明的液体径向轴承构造示意图；
图4为图3中的A向展开图。
图中：1－皮带轮组件，2－油封盖，3－骨架油封，4－前端盖，5－前节流器，6－进油通道，7－前轴承，8－机体盖，9－主轴，10－后轴承，11－机体，12－油塞，13－后端盖，14－沙轮组件，15－后节流器，16－回油管接头，17－出油通道，18－止推轴承节流器，19－进油管接头，20－高压软管，21－油腔，22－进油孔，23－压力平衡槽。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明包括机体组件，安装在机体组件内孔内的主轴9。在机体组件与主轴9之间安装有前液体径向轴承和后液体径向轴承，在前液体径向轴承的前端安装有液体止推轴承。机体组件由机体8、安装在机体8前端部的前端盖4和安装在机体8后端部的后端盖13组成。在机体8和前端盖4内加工有进油通道6和出油通道17。机体8上安装有分流块11，分流块11内加工有分流通道，所述分流通道与机体8内的进油通道6连通。
前液体径向轴承包括前轴承体7和前节流器5，前轴承体7固定安装在机体8的前端的内孔的阶梯孔内且套置在主轴9上。前轴承体7上沿径向加工有与其内孔的孔壁上的油腔连通的进油孔22，前轴承体7的外圆柱面上沿周向加工有与上述进油孔22和机体8的阶梯孔的孔壁上的进油通道6连通的环形槽，前节流器5安装在进油孔22的内端。
后液体径向轴承设有后轴承体10和后节流器15，后轴承体10固定安装在机体8的后端的内孔的阶梯孔内且套置在主轴9上，其后端部与机体8后端部的后端盖13的前端部之间留有回油间隙。后轴承体10上沿径向加工有与其内孔的孔壁上的油腔连通的进油孔22，后轴承体10的外圆柱面上沿周向加工有与上述进油孔22和机体8的阶梯孔的孔壁上的进油通道6连通的环形槽，后节流器15安装在进油孔22的内端。
液体止推轴承由以前液体径向轴承的前轴承体7的前端面作为液体止推轴承后体、主轴9前端部外圆周面上的环状凸部、以机体组件的前端盖4的后端面作为液体止推轴承前体以及节流器18组成。
如图3、图4所示，前液体径向轴承的前轴承体7的内孔的孔壁上对称的加工有四个油腔21，油腔21沿径向呈圆弧形凹槽状，在所述圆弧形凹槽的圆弧的靠近两端的部位分别加工有四个进油孔22，在前轴承体7的外圆柱面上的相应的两个进油孔22之间加工有用于平衡油腔压力的与机体8的阶梯孔的孔壁上的进油通道6连通的凹槽状压力平衡槽23。
后液体径向轴承的后轴承体10的内孔的孔壁上对称的加工有四个油腔21，油腔21沿周向呈弧形凹槽状，在所述弧形凹槽状的油腔21的靠近两端的部位分别加工有四个进油孔22，在后轴承体10的外圆柱面上的相应的两个进油孔22之间加工有用于平衡油腔压力的与机体8的阶梯孔的孔壁上的进油通道6连通的凹槽状压力平衡槽23。
如图1、图2所示，在主轴9的前端安装有皮带轮组件1，在主轴9的后端安装有沙轮组件14。分流块11安装在机体8的上端，在分流块11上安装有进油管接头19，高压软管20与进油管接头19连接。在机体8的下端的出油通道17的出油口处安装有回油管接头16。在前端盖4和后端盖13上安装有油封盖2和骨架油封3。

Claims (7)

1.液体静压轴承主轴装置，包括机体组件，设在机体组件内孔内的主轴，其特征是在机体组件与主轴之间设有前液体径向轴承和后液体径向轴承，在前液体径向轴承的前端设有液体止推轴承，所述机体组件由机体、设在机体前端部的前端盖和设在机体后端部的后端盖组成；在机体和前端盖内设有进油通道和出油通道。
2.根据权利要求1所述的液体静压轴承主轴装置，其特征是机体上设有分流块，该分流块内设有分油通道，所述分油通道与机体内的进油通道连通。
3.根据权利要求1所述的液体静压轴承主轴装置，其特征是前液体径向轴承设有前轴承体和前节流器，前轴承体固定安装在机体的前端的内孔的阶梯孔内且套置在主轴上，前轴承体上沿径向设有多个与其内孔的孔壁上的油腔连通的进油孔，前轴承体的外圆柱面上沿周向设有与上述进油孔和机体的阶梯孔的孔壁上的进油通道连通的环形槽，前节流器设在进油孔的内端。
4.根据权利要求1所述的液体静压轴承主轴装置，其特征是后液体径向轴承设有后轴承体和后节流器，后轴承体固定安装在机体的后端的内孔的阶梯孔内且套置在主轴上，其后端部与机体后端部的后端盖的前端部间隙连接；后轴承体上沿径向设有多个与其内孔的孔壁上的油腔连通的进油孔，后轴承体的外圆柱面上沿周向设有与上述进油孔和机体的阶梯孔的孔壁上的进油通道连通的环形槽，后节流器设在进油孔的内端。
5.根据权利要求1所述的液体静压轴承主轴装置，其特征是液体止推轴承由以前液体径向轴承的前轴承体的前端面作为液体止推轴承后体、主轴前端部外圆周面上的环状凸部、以机体组件的前端盖的后端面作为液体止推轴承前体以及节流器组成。
6.根据权利要求3所述的液体静压轴承主轴装置，其特征是所述前液体径向轴承的前轴承体的内孔的孔壁上对称的设有四个油腔，所述油腔沿径向呈圆弧形凹槽状，在所述圆弧形凹槽的圆弧的靠近两端的部位分别设有进油孔，在前轴承体的外圆柱面上的相应的两个进油孔之间设有用于平衡油腔压力的与机体的阶梯孔的孔壁上的进油通道连通的压力平衡槽。
7.根据权利要求4所述的液体静压轴承主轴装置，其特征是所述后液体径向轴承的后轴承体的内孔的孔壁上对称的设有四个油腔，所述油腔沿周向呈弧形凹槽状，在所述弧形凹槽的圆弧的靠近两端的部位分别设有进油孔，在后轴承体的外圆柱面上的相应的两个进油孔之间设有用于平衡油腔压力的与机体的阶梯孔的孔壁上的进油通道连通的压力平衡槽。
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