CN103921208A - 一种用于光学平面抛光机床的液体静压轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于光学平面抛光机床的液体静压轴承，主要用于超精密加工的抛光机床的旋转轴承，也可用作类似机床的旋转轴承。其主要技术方案：一个圆凸台转盘与中转盘连接，形成一个转动体，转动体和抛光盘相连接，中转盘安装在下压盘和L形轴承底座之间的柱形空间中，中转盘在空间的两侧面留有间隙，以便通过液压油，形成液压摩擦副。本发明试用证明：从根本上克服了原平面抛光机床不适应加工高精度光学元件，生产效率偏低的现象。达到能够对各种平面光学元件的超精密加工，有效地提了生产效率，降低成本，满足大批量生产的需求。

Description

一种用于光学平面抛光机床的液体静压轴承
技术领域
本发明属于一种机械设备机构，主要用于对各种平面光学元件、晶体元件、电子显示屏元件的超精密加工的抛光机床的旋转轴承。也可用作类似机床的旋转轴承。
背景技术
通常，国内外平面抛光机床采用的主要是滚动轴承结构或滑动轴承结构，如图1所示，该机构主要由滚动轴承a、抛光盘b、工件c、电机d、带轮e、传动轴f、上盘g、油孔h等组成。其工作原理：电机d通过带轮e，连接传动轴f，带动抛光盘b、工件c一起旋转工作。同时油孔h通过油路将油输入滚动轴承a（箭头代表油路流动方向），在轴瓦作用下，油从滚动轴承a内腔间隙处压入与抛光盘c、上盘g接触处，在油压作用下，促使滚动轴承a悬浮在油中产生作用。但由于是采用了止推轴承，会使轴向性与径向性相互影响，提高径向性能，这对要求高精度光学元件的轴向性能是有影响的，对高精度光学元件的加工十分不利。用这种轴承结构的平面抛光机床，加工一般精度的光学元件倒也可以，对高精度光学元件的加工就不适应了，存在着超差现象严重，合格率偏低，生产效率不高，噪音大等问题，不能满足用户的需求。原因是即使是高精度的滚动轴承和滑动轴承，也会有振动，耐磨性较差，这是导致不能进行超精密加工的直接原因。而且进口的这类轴承价格十分昂贵。
发明内容
本发明的主要任务和目的是：根据现有平面抛光机床采用的旋转轴承在生
产中存在的缺陷，设计一种液体静压轴承来取代滚动轴承或滑动轴承机构，从根本上克服原平面抛光机床不适应加工高精度光学元件，生产效率偏低的现象。达到能够对各种平面光学元件的超精密加工，有效地提高生产效率，降低成本，满足大批量生产的需求。
本发明的主要技术方案：液体静压轴承由抛光盘、下压盘、内六角螺栓、过渡盘、圆凸台转盘、螺钉、齿形连轴器、轴承套、调心球轴承、压板、中转盘、液压油、Y形密封圈、轴承底座、减速器、齿形带轮组成，具体结构：Ⅰ、圆凸台转盘通过均布的二十四颗螺栓与中转盘连接，形成一个转动体，转动体通过销和螺钉和过渡盘、抛光盘相连接，中转盘安装在下压盘和L形轴承底座之间的柱形空间中，中转盘在空间的两侧面留有0.04mm的间隙，以便通过液压油，形成液压摩擦副，在圆凸台转盘的凸台外圆周边安装Y形密封圈并通过环形压板固定压紧；Ⅱ、调心球轴承、轴承套组成转动体的轴心部分，轴心部分通过八颗均布的螺钉与圆凸台转盘连接，轴承套上开有内齿形，与减速器上的外齿形组成齿形连轴器。
本发明通过试用证明：在工作中运行平稳，油膜具有极强的刚度；同等条件下，所加工工件的翘曲度从原来的0.01提高到0.001mm，表面粗糙度从原来的Ra100n m提高到Ra4n m；油膜具有极强的均化作用，能有效降低加工误差对运动精度的影响；液体静压轴承的承重达到1t；经采用本发明改进后的光学平面抛光机床，生产效率提高3倍以上。
附图说明
图1，是现有的用于光学平面抛光机床的静压轴承的简单原理图。
图2，是本发明的装配结构图，也是配合机床使用的简单工作示意图。
具体实施方式
参照2，对本发明的主要技术方案进行说明：本发明由抛光盘1、下压盘2、内六角螺栓3、过渡盘4、圆凸台转盘6、螺钉7、齿形连轴器8、轴承套9、调心球轴承10、环形压板11、中转盘12、液压油13、Y形密封圈14、轴承底座15、减速器16、齿形带轮17等组成。其具体结构：
Ⅰ、圆凸台转盘6通过均布的二十四颗螺栓3与中转盘12连接，形成一个转动体，转动体通过销和螺钉和过渡盘4、抛光盘1相连接，中转盘12安装在下压盘2和L形轴承底座15之间的柱形空间中，中转盘12在空间的两侧面留有0.04mm的间隙，以便通过液压油13，形成液压摩擦副，在圆凸台转盘6的凸台外圆周边安装Y形密封圈14并通过环形压板11固定压紧；
Ⅱ、调心球轴承10、轴承套9组成转动体的轴心部分，轴心部分通过八颗均布的螺钉7与圆凸台转盘6连接，轴承套9上开有内齿形，与减速器16上的外齿形组成齿形连轴器8。
以上所述的下压盘2、过渡盘4、圆台转盘6采用耐磨性较强的灰铸铁材料；中转盘12采用40Cr钢材料；调心球轴承10采用标准件；Y形密封圈14选取型号
为RST-19旋转四氟Y形轴用的密封圈。
参照2，本发明的技术特点分析：该技术方案是由外部的润滑油泵提供压力油来形成压力油膜，以承受载荷。由于中转盘12是浮动在液压油上，有良好的吸振效果，长期运转几乎无磨损，而且能获得极高的旋转精度。其特点， 、是在静止的状态下，也能建立起承载油膜，能保证在启动阶段摩擦副两表面也没有直接接触，如启动和运转期间摩擦副均被压力油膜隔开，滑动阻力仅来自流体粘性，摩擦因数小、工作寿命长。 、有均化误差的作用，能减小制造中不精确性产生的影响，摩擦副表面上的压力比较均匀，可使轴承的可靠性提高。 、机床设备运动的轴承系统是决定机床加工精度及效率的关键部件，其工艺性较好，用较小的外形尺寸获得较大的支撑面积，由于使用的液体具有极强的油膜刚度，磨削效率能提高3倍以上。
参照2，本发明的工作原理：减速器16上的齿形带轮17与电机的齿形带轮联动，带动中转盘12、抛光盘1、工件5一起旋转工作。同时油路系统通过油路（小箭头方向）将液压油13输入中转盘12两平面内，在油垫的作用下，液压油13在中转盘12两平面分别与下压盘2、轴承底座15接触处，在油压作用下，促使中转盘12和圆凸台转盘6、过渡盘4、抛光盘1悬浮在油中，充分利用液体油压产生的作用，达到对平面光学元件、晶体元件、电子显示屏元件的超精密加工。
本发明已初步成批地应用在FLLPM326—A910、FLLPM326--620光学双面抛光机的技术改造，效果显著，取得了较好的经济社会效益。

Claims (1)

1.一种用于光学平面抛光机床的液体静压轴承，含抛光盘（1）、Y形密封圈（14）、减速器（16）、齿形带轮（17），其特征在于：液体静压轴承由抛光盘（1）、下压盘（2）、内六角螺栓（3）、过渡盘（4）、圆凸台转盘（6）、螺钉（7）、齿形连轴器（8）、轴承套（9）、调心球轴承（10）、压板（11）、中转盘（12）、液压油（13）、Y形密封圈（14）、轴承底座（15）、减速器（16）、齿形带轮（17）组成，具体结构：
Ⅰ、圆凸台转盘（6）通过均布的二十四颗螺栓（3）与中转盘（12）连接，形成一个转动体，转动体通过销和螺钉和过渡盘（4）、抛光盘（1）相连接，中转盘（12）安装在下压盘（2）和L形轴承底座（15）之间的柱形空间中，中转盘（12）在空间的两侧面留有0.04mm的间隙，以便通过液压油（13），形成液压摩擦副，在圆凸台转盘（6）的凸台外圆周边安装Y形密封圈（14）并通过环形压板（11）固定压紧；
Ⅱ、调心球轴承（10）、轴承套（9）组成转动体的轴心部分，轴心部分通过八颗均布的螺钉（7）与圆凸台转盘（6）连接，轴承套（9）上开有内齿形，与减速器（16）上的外齿形组成齿形连轴器（8）。
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