CN102814733A - 一种静压轴承与滚动轴承混合支承的大尺寸端面加工电主轴 - Google Patents

一种静压轴承与滚动轴承混合支承的大尺寸端面加工电主轴 Download PDF

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Abstract

本发明是一种静压滑动轴承和滚动轴承混合支承的大尺寸端面加工电主轴，该电主轴包括：旋转轴（6）、双列圆柱滚子轴承（25）、挤压油膜阻尼器（27）、调心球轴承（18）、第一静压止推轴承（9）、第一静压止推轴承（10）、止推盘（16）、转子（14）、电机外壳（7）、上外壳（4）；其特征在于：旋转轴（6）为阶梯轴，调心球轴承（18）安装在旋转轴（6）的下部，且调心球轴承（18）的外圈与电机外壳（7）采用间隙配合；该电主轴在获得大轴向承载能力的同时，又避免了采用静压轴承全支承的高精度制造，降低了加工成本，延长了滚动轴承的寿命等。

Description

一种静压轴承与滚动轴承混合支承的大尺寸端面加工电主轴
技术领域
本发明涉及一种静压轴承与滚动轴承混合支承的大尺寸端面加工电主轴，属于制造装备领域。
背景技术
传统的电主轴转子支承方式主要有滚动轴承和滑动轴承。液体静压滑动轴承具有承载能力大，刚度高，低速时摩擦低、轴承发热量小，寿命长，且抗冲击能力强等特点，但是供油系统较为复杂，轴承制造精度要求相对较高，不适宜大批量生产，一般适用于较大规格或高精度机床主轴。
滚动轴承已标准化，具有优良的互换性和通用性，但在高速、重载荷条件下工作时，轴承摩擦磨损严重，寿命较短，且大尺寸、高精度滚动轴承精度难以保证，目前尚未完全国产化。因此滚动轴承一般适用于较小尺寸机床主轴。
大尺寸端面加工电主轴为机床领域所急需，如果该主轴采用液体静压滑动轴承全支承，因轴瓦依赖于研磨工序，工作量大，制造成本高，难以实现批量化生产；如采用滚动轴承支承，由于大尺寸端面磨削，砂轮的端部跳动难以控制在理想的范围内，加之大尺寸、高精度的滚动轴承进口成本高，因此采用纯滚动轴承支承也是不能满足要求的。
发明内容
技术问题： 本发明设计了一种静压轴承与滚动轴承混合支承的大尺寸端面加工电主轴，在获得大轴向承载能力的同时，又避免了采用静压轴承全支承的高
精度制造，降低了加工成本，延长了滚动轴承的寿命等。
技术方案：本发明的静压滑动轴承和滚动轴承混合支承的大尺寸端面加工电主轴包括：旋转轴、双列圆柱滚子轴承、挤压油膜阻尼器、调心球轴承、第一静压止推轴承、第一静压止推轴承、止推盘、转子、电机外壳、上外壳；其特征在于：旋转轴为阶梯轴，调心球轴承安装在旋转轴的下部，且调心球轴承的外圈与电机外壳采用间隙配合；
双列圆柱滚子轴承安装在旋转轴的上端，挤压油膜阻尼器安装在双列圆柱滚子轴承的外部，双列圆柱滚子轴承与挤压油膜阻尼器为间隙配合；
电机外壳下端装有第一静压止推轴承、第一静压止推轴承，止推盘过盈安装在转子上，转子安装在旋转轴的最下端，第一静压止推轴承、第一静压止推轴承分别位于止推盘的上、下两面，由第一静压止推轴承、第一静压止推轴承提供电主轴的轴向承载力和刚度；
    转子套安装在旋转轴的中部，电机转子安装在转子套上，冷却水套和电机定子安装在电机转子外的电机外壳内，电机外壳上设有电机冷却水入口和冷却水出
口。
有益效果：如图1所示，从静压滑动轴承润滑油入口通入高压润滑油，高压油进入闭式止推滑动轴承油膜间隙内后将建立承载压力油膜，止推盘在压力油膜作用下向上抬起，由于旋转轴和止推盘的制造误差，旋转轴在向上运动的同时将会发生小幅回转。主轴下端的调心球轴承起到球铰用，轴承外圈与套筒为间隙配合。旋转轴上端的双列圆柱滚子轴承安装在挤压油膜阻尼器内，从挤压油膜阻尼器润滑油入口通入低压滑油，阻尼器外侧设有密封圈用于阻止润滑油端泄，主轴转子涡动时，挤压油膜阻尼器油膜将提供一定的刚度和阻尼，降低由主轴和轴承制造误差，给双列圆柱滚子轴承和调心球轴承带来的附加载荷，延长滚动轴承的使用寿命。
附图说明
图1 是静压滑动轴承和滚动轴承混合支承的电主轴结构示意图。
其中包括：端盖1、销2、润滑油入口3、上外壳4、电机冷却水入口5、旋转轴6、电机外壳7、润滑油入口8、第一静压止推轴承9、第二静压止推轴承10、润滑油入口11、砂轮座12、磨削砂轮13、转子14、轴承盖15、止推盘16、
小孔节流器17、调心球轴承18、冷却水出口19、冷却水套20、电机定子21、电机转子22、转子套23、润滑油出口24、双列圆柱滚子轴承25、第一销孔26、挤压油膜阻尼器27、螺母28、螺钉29、螺钉30、螺钉31、第二销孔32。
具体实施方式
本发明的静压滑动轴承和滚动轴承混合支承的电主轴如图1所示，主要包括：旋转轴6、转子套23、电机转子22、电机定子21、冷却水套20、双列圆柱滚子轴承25、挤压油膜阻尼器27、调心球轴承18、由静压止推轴承9和10组成的闭式静压止推轴承、止推盘16、转子14、电机外壳7等。旋转轴6为阶梯轴，转子套23安装在旋转轴6的中部，电机转子22安装在转子套23上，冷却水套20和电机定子21安装在电机外壳7内，电机外壳7上设有电机冷却水入口5和冷却水出口19。上外壳4安装在电机外壳7的上端，通过若干个螺钉30与电机外壳7连接。挤压油膜阻尼器27安装在上外壳4内部，挤压油膜阻尼器27和上外壳4之间属于间隙配合，销2安装在上外壳4和挤压油膜阻尼器27上，销2与挤压油膜阻尼器27上的销孔32属间隙配合。上外壳4上设有挤压油膜阻尼器27润滑油入口3和润滑油出口24和26。双列圆柱滚子轴承25安装在挤压油膜阻尼器27的内部，位于旋转轴6的上端，双列圆柱滚子轴承25与挤压油膜阻尼器27之间属于间隙配合，螺母28安装在双列圆柱滚子轴承25的上端，通过螺纹与旋转轴6连接，用于固定双列圆柱滚子轴承25的内圈，并提供双列圆柱滚子轴承25的径向预紧力。端盖1安装在上外壳4的上端，通过螺钉31与上外壳4连接。调心球轴承18安装在旋转轴6的下端，调心球轴承18与双列圆柱滚子轴承25分别位于电机的两端，调心球轴承18与电机外壳7之间属于间隙配合，即调心球轴承18的外圈不固定。上静压止推轴承9安装在电机外壳7的下端，电机外壳7上设有上静压止推轴承9的润滑油入口8。止推盘16安装在转子14的外部，止推盘16与转子14属过盈配合。转子14安装在旋转轴6的下端，通过若干个螺钉29与旋转轴6连接。下静压止推轴承10安装在止推盘16的下端，轴承盖15安装在下静压止推轴承10的下端，轴承盖15上设有下静压止推轴承10的润滑油入口11。砂轮座12安装在转子14的下端，通过若干个螺钉28与转子14连接。砂轮座12的下端安装有磨削砂轮13。
工作时，由闭式静压止推轴承润滑油入口8和11以及挤压油膜阻尼器27润滑油入口3内通入润滑油。由于旋转轴6的轴线与止推盘16之间的制造误差，当止推盘在静压止推轴承9和10内的压力油膜作用下向上运动时，旋转轴6将一起向上运动并绕某点发生回转，由于调心球轴承18和双列圆柱滚子轴承25的外圈不固定，因此旋转轴能够自由向上运动。当旋转轴6发生倾斜时，旋转轴6下端的调心球轴承18具有调心作用，轴承内圈将跟随旋转轴6倾斜。由于挤压油膜阻尼器27能够提供一定的刚度和阻尼，因此旋转轴6上端的双列圆柱滚子轴承25将整体随旋转轴6倾斜，双列圆柱滚子轴承25内部不会产生由倾斜产生的附加载荷，且挤压油膜阻尼器27内的润滑油能够带走轴承部分热量，有效降低了轴承的温升，提高了轴承的寿命。

Claims (1)

1.一种静压滑动轴承和滚动轴承混合支承的大尺寸端面加工电主轴，其特征在于该电主轴包括：旋转轴（6）、双列圆柱滚子轴承（25）、挤压油膜阻尼器（27）、调心球轴承（18）、第一静压止推轴承（9）、第一静压止推轴承（10）、止推盘（16）、转子（14）、电机外壳（7）、上外壳（4）；其特征在于：旋转轴（6）为阶梯轴，调心球轴承（18）安装在旋转轴（6）的下部，且调心球轴承（18）的外圈与电机外壳（7）采用间隙配合；
双列圆柱滚子轴承（25）安装在旋转轴（6）的上端，挤压油膜阻尼器（27）安装在双列圆柱滚子轴承（25）的外部，双列圆柱滚子轴承（25）与挤压油膜阻尼器（27）为间隙配合；
电机外壳（7）下端装有第一静压止推轴承（9）、第一静压止推轴承（10），止推盘（16）过盈安装在转子（14）上，转子（14）安装在旋转轴（6）的最下端，第一静压止推轴承（9）、第一静压止推轴承（10）分别位于止推盘（16）的上、下两面，由第一静压止推轴承（9）、第一静压止推轴承（10）提供电主轴的轴向承载力和刚度；
    转子套（23）安装在旋转轴（6）的中部，电机转子（22）安装在转子套（23）上，冷却水套（20）和电机定子（21）安装在电机转子（22）外的电机外壳（7）
内，电机外壳（7）上设有电机冷却水入口（5）和冷却水出口（19）。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103100729A (zh) * 2013-01-29 2013-05-15 西安交通大学 使用滑动轴承和滚动轴承复合支撑的高速电主轴装置
CN103286679A (zh) * 2013-06-17 2013-09-11 东南大学 一种超高速空气轴承电主轴
CN104100637A (zh) * 2014-07-25 2014-10-15 温州华聚科技有限公司 与机床主轴配套的动静压轴承的保护机构及机床
CN106972688A (zh) * 2017-05-18 2017-07-21 北京科技大学 一种液体润滑轴承内置电机电主轴结构
CN110116370A (zh) * 2019-05-31 2019-08-13 上海机床厂有限公司 静压型高精度回转分度装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000084846A (ja) * 1998-09-11 2000-03-28 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ面取り装置
RU2230652C1 (ru) * 2002-10-08 2004-06-20 Кушнир Александр Петрович Электрошпиндель
CN101758456A (zh) * 2009-12-04 2010-06-30 威海华东数控股份有限公司 立式动静压电主轴
CN201889711U (zh) * 2010-11-18 2011-07-06 西安合升动力科技有限公司 一种永磁同步磨削电主轴

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000084846A (ja) * 1998-09-11 2000-03-28 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ面取り装置
RU2230652C1 (ru) * 2002-10-08 2004-06-20 Кушнир Александр Петрович Электрошпиндель
CN101758456A (zh) * 2009-12-04 2010-06-30 威海华东数控股份有限公司 立式动静压电主轴
CN201889711U (zh) * 2010-11-18 2011-07-06 西安合升动力科技有限公司 一种永磁同步磨削电主轴

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
晏励堂 等: "《高速旋转机械振动》", 31 August 1994 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103100729A (zh) * 2013-01-29 2013-05-15 西安交通大学 使用滑动轴承和滚动轴承复合支撑的高速电主轴装置
CN103100729B (zh) * 2013-01-29 2015-07-01 西安交通大学 使用滑动轴承和滚动轴承复合支撑的高速电主轴装置
CN103286679A (zh) * 2013-06-17 2013-09-11 东南大学 一种超高速空气轴承电主轴
CN103286679B (zh) * 2013-06-17 2015-12-02 东南大学 一种超高速空气轴承电主轴
CN104100637A (zh) * 2014-07-25 2014-10-15 温州华聚科技有限公司 与机床主轴配套的动静压轴承的保护机构及机床
CN104100637B (zh) * 2014-07-25 2016-05-11 温州华聚科技有限公司 与机床主轴配套的动静压轴承的保护机构及机床
CN106972688A (zh) * 2017-05-18 2017-07-21 北京科技大学 一种液体润滑轴承内置电机电主轴结构
CN106972688B (zh) * 2017-05-18 2019-07-30 北京科技大学 一种液体润滑轴承内置电机电主轴结构
CN110116370A (zh) * 2019-05-31 2019-08-13 上海机床厂有限公司 静压型高精度回转分度装置

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