CN104154120A - 一种动静压结合轴瓦装置 - Google Patents

Abstract

一种动静压结合轴瓦装置，涉及到一种无心磨床主轴上的轴瓦装置，包括主轴座、主轴座上盖、主轴、液压油箱、液压泵、过滤器、冷却器、调压阀、单向阀，主轴座上设置有主轴，主轴座上设置有固定瓦和调节瓦，固定瓦和调节瓦包裹有主轴且与主轴之间留有空隙，固定瓦固定在主轴座上，调节瓦通过调节螺栓连接主轴座上盖，主轴座和主轴座上盖上设置有回油槽，调节瓦和固定瓦内表面上设置有若干个油腔。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置的轴瓦为二片瓦，二片瓦的轴瓦的包角大，稳定性好，与主轴的接触点多受力面积大使其耐磨性大副度提高。同时轴瓦与主轴之间通过油膜进行无间隙运转，可以确保磨床在重切削的精度与稳定性。

Description

一种动静压结合轴瓦装置

技术领域

 本发明涉及到一种无心磨床主轴上的轴瓦装置。

背景技术

无心磨床作为一种大型磨削设备，其轴瓦一般采用分离型或者整体型，分离型轴瓦大多是各自独立的三片瓦结构，轴瓦与轴之间的间隙经各自的顶瓦螺栓调节。这种结构的轴瓦，一方面调整操作复杂，并且同轴度难以保证，使被加工工件精度不够；另一方面主轴与轴瓦在局部都有直接接触，在工作中摩擦发热，造成主轴和轴瓦磨损快，同时轴和瓦间的润滑油易出现温度过高现象。另外还有一种整体型轴瓦，其内孔和与之配合的主轴均为圆锥形的，虽然调整较方便，但圆锥形主轴和轴瓦容易出现加工角度误差而导致接触不良，并且圆锥主轴产生的轴向力作用在定位推力轴承上，加重了推力轴承的负担，造成轴承的过早损坏，影响了磨床的维修周期和工件的加工精度。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种动静压结合轴瓦装置，本装置的轴瓦为二片瓦，二片瓦的轴瓦的包角大，稳定性好，与主轴的接触点多受力面积大使其耐磨性大副度提高。同时轴瓦与主轴之间通过油膜进行无间隙运转，可以确保磨床在重切削的精度与稳定性。 

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种动静压结合轴瓦装置，包括主轴座、主轴座上盖、主轴、液压油箱、液压泵、过滤器、冷却器、调压阀、单向阀，所述的主轴座上设置有主轴，所述的主轴座上设置有固定瓦和调节瓦，所述的固定瓦和所述的调节瓦包裹有主轴且与所述的主轴之间留有空隙，所述的固定瓦固定在所述的主轴座上，所述的调节瓦通过至少三个调节螺栓连接所述的主轴座上盖，所述的主轴座和所述的主轴座上盖上设置有与所述固定瓦和所述调节瓦相配合的回油槽，所述的固定瓦上设置有若干个甲进油通道，所述的固定瓦上还设置有与若干个甲轴向油腔，所述的甲轴向油腔上设置有与所述甲进油通道相连通的甲入油孔，所述的甲轴向油腔上还设置有若干个与所述甲轴向油腔连通的甲包角油腔，所述的调节瓦上设置有若干个乙进油通道，所述的调节瓦还上设置有与若干个乙轴向油腔，所述的乙轴向油腔上设置有与所述乙进油通道相连通的乙入油孔，所述的乙轴向油腔上还设置有若干个与所述乙轴向油腔连通的乙包角油腔。

上述技术方案中，优选的，所述的调节瓦上设置有5个呈正十字交叉的所述的调节螺栓，5个所述的调节螺栓包括纵向组和圆周组，所述的纵向组包括3个均匀设置在所述调节瓦竖直轴向上的所述调节螺栓，所述的圆周组包括3个均匀设置在所述调节瓦的圆周面上的所述调节螺栓。

上述技术方案中，优选的，所述的固定瓦上设置有两条相互平行的甲轴向油腔，所述的甲轴向油腔上设置有间距相等且相互平行的四个所述的甲包角油腔。

上述技术方案中，优选的，所述的调节瓦上设置有两条相互平行的乙轴向油腔，所述的乙轴向油腔上设置有间距相等且相互平行的四个所述的乙包角油腔。

上述技术方案中，优选的，所述的主轴上设置有甩油圈，所述的主轴座和所述的主轴座上盖设置有与所述的甩油圈相配合的密封盖和压紧端盖。

这样设置，动静压轴瓦是把轴瓦分成二片瓦，分别为固定瓦及调节瓦，分成二片瓦的好处是：使轴瓦的包角大，稳定性好，接触点多受力面积大使其耐磨性大副度提高。固定瓦用螺栓固定在主轴座上，调节瓦安装在主轴座上盖，并通过设在主轴座上盖的五支调节螺栓来调节瓦与主轴之间的间隙。其间隙在0.02~0.03之间，主轴间隙的间隙由油膜厚度+主轴热膨胀系数+轴瓦热膨胀系数确定，在这范围内根据热膨胀系数测量仪所测量的实际读数来确定其实际间隙，保证主轴在工作中无间隙运转，采有这种方式调节使主轴在运转过程中产生的动压油膜承载能力非常大，确保了磨床在重切削的精度与稳定性。由于油膜的压力大及磨床在重切削过程中产生的重载荷作用下，调节瓦容易产生偏移，所以采用了五支正十字交叉排列形式的调节螺栓把上轴瓦牢牢固定，以确保磨床在重切削大压力时轴瓦仍然纹丝动。当假设有一支螺栓产生松动时还有四支仍然牢牢把上轴瓦牢牢固定着。使主轴的稳定性显著提高，同时五支调节螺栓中的四支分别位于轴瓦四边的边缘，可以紧密的调节轴瓦与主轴之间的间隙。而传统无心磨床的上轴瓦只用一支调节螺栓，其上轴瓦极容易产生移动而影响主轴的稳定性。当磨床使用了多年以后主轴或轴瓦产生了磨损，导致主轴与轴瓦配合间隙过大，此时可以通过单位调节这五支调节螺栓中的一个或者数个就可以把间隙调到标准值，减少了维修时间及成本，延长了使用寿命。在每片瓦上开设2个进油孔及2条轴向油腔与圆周方向8条包角油腔，这些油腔又叫做静压油腔。当液压泵输出的压力润滑油经过拱油装置进入到轴瓦各静油腔时，就产生了四条压力油带就相当于四个液压轴承一样，把主轴托浮在轴瓦的中心，此时不管主轴在静止状态还是转动状态，在主轴与轴瓦之间都产生了一层压力油膜，从而形成了液压油膜摩擦。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置的轴瓦为二片瓦，二片瓦的轴瓦的包角大，稳定性好，与主轴的接触点多受力面积大使其耐磨性大副度提高。同时轴瓦与主轴之间通过油膜进行无间隙运转，可以确保磨床在重切削的精度与稳定性。 

附图说明

图1为本发明内部结构示意图。

图2为本发明横截面示意图。

图3为本发明固定瓦和调节瓦示意图。

图4为本发明工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1、图2、图3和图4所示，一种动静压结合轴瓦装置，包括主轴座1、主轴座上盖2、主轴3、液压油箱101、液压泵102、过滤器103、冷却器104、调压阀105、单向阀106。主轴座1上设置有主轴3，主轴座1上设置有固定瓦5和调节瓦4，固定瓦5和调节瓦4包裹有主轴3且固定瓦5和调节瓦4与主轴3之间留有空隙。主轴座1和主轴座上盖2上设置有与固定瓦5和调节瓦4相配合的回油槽11，主轴3上设置有甩油圈7，主轴座1和主轴座上盖2设置有与甩油圈7相配合的密封盖8和压紧端盖9。固定瓦5上设置有两个甲进油通道51，固定瓦5还上设置有两条相互平行的甲轴向油腔52，甲轴向油腔52在轴向把固定瓦5均匀的分成三等分，甲轴向油腔52上设置有与甲进油通道51相连通的甲入油孔55，甲轴向油腔52上设置有间距相等且相互平行的四个甲包角油腔53，甲包角油腔53圆周向分布在固定瓦5上呈现弧形。在固定瓦5上还设置有固定螺栓口54。固定瓦5设置若干个固定螺栓通过有固定螺栓口54固定在所述的主轴座1上，使得固定瓦5不得调节。调节瓦4上设置有两个乙进油通道41，调节瓦4还上设置有两条相互平行的乙轴向油腔42，乙轴向油腔42在轴向把调节瓦4均匀的分成三等分，乙轴向油腔42上设置有与乙进油通道41相连通的乙入油孔45，乙轴向油腔42上设置有间距相等且相互平行的四个乙包角油腔43，乙包角油腔43圆周向分布在调节瓦4上呈现弧形。在调节瓦4上还设置有调节螺栓口44，调节螺栓口44呈正十字交叉。调节瓦4上设置通过调节螺栓口44的调节螺栓6连接主轴座上盖2，五个调节螺栓6包括纵向组和圆周组，纵向组包括3个调节螺栓6且均匀的设置在调节瓦4的竖直轴面上，圆周组包括3个调节螺栓6且均匀的设置在调节瓦4的圆周面上。 

在实际应用中，每一个乙进油通道41或甲进油通道51都单独对应一组可变调压阀105和单向阀106。使用时，先启动液压泵102，液压油箱101内的润滑油具有一定压力后经过精密过滤器103，冷却装置104，可变调压阀105后经过单向阀106分别进入到调节瓦4和固定瓦5的油腔内，此时在润滑油的压力作用下主轴3被托浮在轴调节瓦4和固定瓦5的中心，然后润滑油经过油封面13后油压降为零流入回油槽11经回油孔12重新流入液压油箱101。这样不管主轴3是否转动在主轴3与调节瓦4和固定瓦5之间都有一层有一定压力的油膜，使两摩擦面分开，产生油膜摩擦。当启动主轴3时假设由于皮带的拉力或外载荷作用下主轴3产生偏心量，使得主轴3往调节瓦4或固定瓦5的某一侧方向偏移，此时主轴3与调节瓦4或固定瓦之间的间隙减小，润滑油经间隙小的地方阻力大，流量会减小，因此流过可变调压阀105的压降会减小，因为液压泵102输出来的压力是一定的，所以此时这一侧间隙内的压力会升高。相反此时另一侧的间隙大，润滑油经间隙大的地方阻力变小，流量会增大，因此流过可变调压阀105的压降会增大，所以另一侧的压力会减小。通过这种压差的变化就可以平衡无心磨床在工作中产生的外载荷。当主轴3进入到高速正常运行中，即无心磨床在正常研磨中，由于主轴3高速旋转所产生的动压油膜效应与静压本身压力效应之和，所产生的油膜承载力足以抵抗无心磨床在正常磨削或重磨削所产生的重载荷。当要停机时，主轴3转束慢慢降低，当转速降到1M/S~0M/S时，在润滑油粘性剪切应力作用下所产生的油膜压力与静压本身压力效应作用下，油膜仍然有足够的承载力把主轴3托浮在调节瓦4和固定瓦5中心，始终保持液压摩擦状态。防止了主轴3与调节瓦4和固定瓦5表面微观不平的平均高点与高点之间产生直接摩擦或直接干磨，延长了无心磨床的使用寿命。在长时间使用后，调节瓦4和固定瓦5与主轴3之间的间隙会发生改变，影响了无心磨床切削的精确度，为此可以通过调节调节瓦4上的调节螺栓口44对间隙进行改变。

Claims (5)

1.一种动静压结合轴瓦装置，包括主轴座（1）、主轴座上盖（2）、主轴（3）、液压油箱（101）、液压泵（102）、过滤器（103）、冷却器（104）、调压阀（105）、单向阀（106），所述的主轴座（1）上设置有主轴（3），其特征为，所述的主轴座（1）上设置有固定瓦（5）和调节瓦（4），所述的固定瓦（5）和所述的调节瓦（4）包裹有主轴（3）且与所述的主轴（3）之间留有空隙，所述的固定瓦（5）固定在所述的主轴座（1）上，所述的调节瓦（4）通过至少三个调节螺栓（6）连接所述的主轴座上盖（2），所述的主轴座（1）和所述的主轴座上盖（2）上设置有与所述固定瓦（5）和所述调节瓦（4）相配合的回油槽（11），所述的固定瓦（5）上设置有若干个甲进油通道（51），所述的固定瓦（5）还上设置有与若干个甲轴向油腔（52），所述的甲轴向油腔（52）上设置有与所述甲进油通道（51）相连通的甲入油孔（55），所述的甲轴向油腔（52）上还设置有若干个与所述甲轴向油腔（52）连通的甲包角油腔（53），所述的调节瓦（4）上设置有若干个乙进油通道（41），所述的调节瓦（4）上还设置有与若干个乙轴向油腔（42），所述的乙轴向油腔（42）上设置有与所述乙进油通道（41）相连通的乙入油孔（45），所述的乙轴向油腔（42）上还设置有若干个与所述乙轴向油腔（42）连通的乙包角油腔（43）。

2.根据权利要求1所述的一种动静压结合轴瓦装置，其特征为，所述的调节瓦（4）上设置有5个呈正十字交叉的所述的调节螺栓（6），5个所述的调节螺栓（6）包括纵向组和圆周组，所述的纵向组包括3个均匀设置在所述调节瓦（4）竖直轴向上的所述调节螺栓（6），所述的圆周组包括3个均匀设置在所述调节瓦（4）的圆周面上的所述调节螺栓（6）。

3.根据权利要求1所述的一种动静压结合轴瓦装置，其特征为，所述的固定瓦（5）上设置有两条相互平行的甲轴向油腔（52），所述的甲轴向油腔（52）上设置有间距相等且相互平行的四个所述的甲包角油腔（53）。

4.根据权利要求1所述的一种动静压结合轴瓦装置，其特征为，所述的调节瓦（4）上设置有两条相互平行的乙轴向油腔（42），所述的乙轴向油腔（42）上设置有间距相等且相互平行的四个所述的乙包角油腔（43）。

5.根据权利要求1所述的一种动静压结合轴瓦装置，其特征为，所述的主轴（3）上设置有甩油圈（7），所述的主轴座（1）和所述的主轴座上盖（2）设置有与所述的甩油圈（7）相配合的密封盖（8）和压紧端盖（9）。