CN103343776A

CN103343776A - 精密球形滚动轴系

Info

Publication number: CN103343776A
Application number: CN2013102779449A
Authority: CN
Inventors: 李义; 谭陆洋
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-10-09

Abstract

精密球形滚动轴系属于精密机械技术领域，目的在于解决传统滚珠轴承结构上带来的加工和装配误差及装配时带来的误差。包括主轴、轴系外套、左轴承、右轴承、编码器和直流伺服电机，主轴通过左轴承和右轴承放置在轴系外套内，形成回转轴系，主轴与所述轴系外套同轴，编码器动环和主轴连接，定环和轴系外套连接，测量轴系转角位置，为控制提供反馈信号，直流伺服电机固定在轴系外套内部，直流伺服电机的转子与主轴固定连接，左轴承为球形滚珠轴承。本发明采用球形滚珠轴承，克服了装配的影响，同时做到双向封闭承载，实现更高精度的轴系结构，使用的左轴承双向刚度没有游隙，外环刚度不受轴套影响，可以实现高回转精度。

Description

精密球形滚动轴系

技术领域

本发明属于精密机械技术领域，具体涉及一种使用在精密测量和超精加工方面的精密球形滚动轴系。

背景技术

目前，现有精密轴系采用气浮轴承，轴系支撑刚度和承载能力低，对使用环境要求严格；采用滚动轴承的精密轴系，轴系精度受到滚动轴承精度限制，很难达到高精度精密轴系的精度指标要求，提高轴承精度是提高轴系精度的重要环节。普通的滚珠或辊轴承内环和外环，用最先进的专用磨床的加工，可以达到很高的精度，但装配后受结构特点的限制，会损失一部分精度，无法实现高精度的轴系精度的要求。尤其双向承载的轴承结构更加难以实现高精度。

发明内容

本发明的目的在于解决传统滚珠轴承结构上带来的加工和装配误差及传统轴承装配时所带来的误差。

为实现上述目的，本发明的精密球形滚动轴系包括主轴、轴系外套、左轴承、右轴承、编码器和直流伺服电机，所述主轴通过左轴承和右轴承放置在所述轴系外套内，形成回转轴系，所述主轴与所述轴系外套同轴，所述编码器动环和主轴连接，定环和轴系外套连接，测量轴系转角位置，为控制提供反馈信号，所述直流伺服电机固定在所述轴系外套内部，所述直流伺服电机的转子与所述主轴固定连接，左轴承为球形滚珠轴承。

所述左轴承包括球碗形轴承左外环、轴承钢球保持器、钢球A、球形轴承内环和球碗形轴承右外环，所述球形轴承内环通过内环锁紧螺母固定在主轴上，所述轴承钢球保持器安装在球形轴承内环上，包覆整个球形轴承内环，所述轴承钢球保持器通过均布在上面的钢球A与所述球形轴承内环接触，所述球碗形轴承左外环和球碗形轴承右外环设置在所述轴承钢球保持器外部，所述球碗形轴承左外环和球碗形轴承右外环通过轴承压板压紧，所述轴承压板通过螺钉固定在所述轴系外套上。

所述右轴承由右轴承外环、钢球B、右轴承保持器和右轴承内环组合而成，所述右轴承套在所述主轴上，所述内环用轴承锁紧组件为内外锥形结构，实现右轴承内环和主轴的锁紧，所述右轴承外环通过轴承压盖压紧，所述轴承压盖通过螺钉固定在所述轴系外套上。

所述滚动轴系上方开有接线窗口，两侧由内向外安装有轴端保护盖板和载荷安装平台。

所述球碗形轴承左外环、球形轴承内环和球碗形轴承右外环运动结合面为球面。

本发明的有益效果为：本发明的精密球形滚动轴系的球形轴承内环加工研磨性非常好，用锁紧螺母锁紧在主轴上，配合球碗形轴承外环；钢球A，嵌在轴承钢球保持器上，组合成高精度球形轴承，具有双向刚度，球形轴承的预紧通过轴承压板保证；配合径向球形轴承，设计了右端辅助球形轴承，由右轴承内环、内环用锁紧调心组件、右轴承外环、钢球B和右轴承保持器组成；两个轴承配合使用形成一个精密回转轴系，装入轴系外套，配上编码器和直流伺服电机构成数控轴系；和常规滚动轴系比，本发明的轴系采用球形滚珠轴承，克服了装配的影响，同时做到双向封闭承载，实现更高精度的轴系结构，使用的左轴承双向刚度没有游隙，外环刚度不受轴套影响，可以实现高回转精度，和气浮轴系比具有承载高、刚度高和精度稳定的优点。

附图说明

图1为本发明的精密球形滚动轴系整体结构示意图；

图2为本发明的精密球形滚动轴系零件装配图；

其中：1、载荷安装平台，2、轴端保护盖板，3、编码器，4、轴承压板，5、球碗形轴承左外环，6、轴承钢球保持器，7、钢球A，8、球形轴承内环，9、球碗形轴承右外环，10、接线窗口，11、轴系外套，12、右轴承外环，13、轴承压盖，14、内环用轴承锁紧组件，15、主轴，16、钢球B，17、右轴承保持器，18、右轴承内环，19、直流伺服电机，20、内环锁紧螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

参见附图1和附图2，本发明的精密球形滚动轴系包括主轴15、轴系外套11、左轴承、右轴承、编码器3和直流伺服电机19，所述主轴15通过左轴承和右轴承放置在所述轴系外套11内，形成回转轴系，所述主轴15与所述轴系外套11同轴，所述编码器3动环和主轴15连接，定环和轴系外套11连接，测量轴系转角位置，为控制提供反馈信号，所述直流伺服电机19固定在所述轴系外套11内部，所述直流伺服电机19的转子与所述主轴15固定连接，左轴承为球形滚珠轴承。

所述左轴承包括球碗形轴承左外环5、轴承钢球保持器6、钢球A7、球形轴承内环8和球碗形轴承右外环9，所述球形轴承内环8通过内环锁紧螺母20固定在主轴15上，所述轴承钢球保持器6安装在球形轴承内环8上，包覆整个球形轴承内环8，所述轴承钢球保持器6通过均布在上面的钢球A7与所述球形轴承内环8接触，所述球碗形轴承左外环5和球碗形轴承右外环9设置在所述轴承钢球保持器6外部，所述球碗形轴承左外环5和球碗形轴承右外环9通过轴承压板4压紧，所述轴承压板4通过螺钉固定在所述轴系外套11上。

所述右轴承由右轴承外环12、钢球B16、右轴承保持器17和右轴承内环18组合而成，所述右轴承套在所述主轴15上，所述内环用轴承锁紧组件14为内外锥形结构，实现右轴承内环18和主轴15的锁紧，并且具有调整所述左轴承和右轴承同轴的作用，所述右轴承外环12通过轴承压盖13压紧，所述轴承压盖13通过螺钉固定在所述轴系外套11上。

所述滚动轴系上方开有接线窗口10，两侧由内向外安装有轴端保护盖板2和载荷安装平台1。

所述球碗形轴承左外环5、球形轴承内环8和球碗形轴承右外环9运动结合面为球面。

以上为本发明的具体实施方式，但绝非对本发明的限制。

Claims

1.精密球形滚动轴系，包括主轴（15）、轴系外套（11）、左轴承和右轴承，其特征在于，还包括编码器（3）和直流伺服电机（19），所述主轴（15）通过左轴承和右轴承放置在所述轴系外套（11）内，形成回转轴系，所述主轴（15）与所述轴系外套（11）同轴，所述编码器（3）动环和主轴（15）连接，定环和轴系外套（11）连接，测量轴系转角位置，为控制提供反馈信号，所述直流伺服电机（19）固定在所述轴系外套（11）内部，所述直流伺服电机（19）的转子与所述主轴（15）固定连接，左轴承为球形滚珠轴承。

2.根据权利要求1所述的精密球形滚动轴系，其特征在于，所述左轴承包括球碗形轴承左外环（5）、轴承钢球保持器（6）、钢球A（7）、球形轴承内环（8）和球碗形轴承右外环（9），所述球形轴承内环（8）通过内环锁紧螺母（20）固定在主轴（15）上，所述轴承钢球保持器（6）安装在球形轴承内环（8）上，包覆整个球形轴承内环（8），所述轴承钢球保持器（6）通过均布在上面的钢球A（7）与所述球形轴承内环（8）接触，所述球碗形轴承左外环（5）和球碗形轴承右外环（9）设置在所述轴承钢球保持器（6）外部，所述球碗形轴承左外环（5）和球碗形轴承右外环（9）通过轴承压板（4）压紧，所述轴承压板（4）通过螺钉固定在所述轴系外套（11）上。

3.根据权利要求2所述的精密球形滚动轴系，其特征在于，所述球碗形轴承左外环（5）、球形轴承内环（8）和球碗形轴承右外环（9）运动结合面为球面。

4.根据权利要求1所述的精密球形滚动轴系，其特征在于，所述右轴承由右轴承外环（12）、钢球B（16）、右轴承保持器（17）和右轴承内环（18）组合而成，所述右轴承套在所述主轴（15）上，所述内环用轴承锁紧组件（14）为内外锥形结构，实现右轴承内环（18）和主轴（15）的锁紧，所述右轴承外环（12）通过轴承压盖（13）压紧，所述轴承压盖（13）通过螺钉固定在所述轴系外套（11）上。

5.根据权利要求1所述的精密球形滚动轴系，其特征在于，所述滚动轴系上方开有接线窗口（10），两侧由内向外安装有轴端保护盖板（2）和载荷安装平台（1）。