CN106763214A - 一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承，该轴承包括：辅助轴承体3、小孔节流器5、锁紧螺钉4、辅助轴承座2、密封圈16。其特征在于：在主轴电机后端安装有辅助支承动静压水轴承，所述的辅助支承动静压水轴承两端采用与轴承一体式非对称气体密封结构。辅助支承动静压水轴承能有效减少轴承磨擦损耗，减少发热量，增大电主轴轴端刚度，提高主轴一阶临界转速，增强转子运动的平稳性。

Description

一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承
技术领域
本发明涉及一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承，属于高速加工机床技术领域。
背景技术
目前常用的电主轴支承形式包括电机中置式和电机后置式。电机中置式电主轴将电机安装于两径向支承之间，结构紧凑，临界转速高，但是对制造精度要求高，主轴装拆困难；电机后置式电主轴有两个基本支承和一个辅助支承，电机安装在辅助支承前端，辅助支承安装于主轴末端，通常采用滚动轴承作为辅助支承，具有结构简单，制造、装拆、维修方便等优点，但是在高速、中载荷条件下工作时，滚动轴承的摩擦磨损严重，寿命较短，制约了主轴性能的进一步提升。因此，需要发明一种新的轴承作为后置辅助轴承，以满足电机后置式电主轴的高回转精度、无污染、摩擦小、温升低、载荷大等要求。
发明内容
技术问题:针对电主轴已有支承技术存在的问题，本发明提供了一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承，旨在获得大承载能力、低功耗、低温升、高刚度的电机后置式电主轴。
技术方案：本发明是一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承，在主轴的右端，安装了带非对称气体密封环的动静压水轴承，作为该类电主轴的辅助支承。
在主轴外设有辅助轴承体，在辅助轴承体与主轴之间设有工作腔，小孔节流器安装于工作腔外的锥面内，由锁紧螺钉通过螺纹固定；工作腔通过小孔节流器、锁紧螺钉和进水环与辅助轴承座的进水孔连通，进水环两侧采用密封圈实现密封；工作腔两侧设有回水槽，回水槽与排水排气孔连通；辅助轴承体的两端设有气体密封槽，气体密封槽与进气孔连通。
本发明的一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承，动静压水轴承主要包括：辅助轴承体、小孔节流器、锁紧螺钉、辅助轴承座、密封圈。辅助轴承体安装于辅助轴承座内，位于主轴的末端，通过主轴的轴肩、台阶和辅助轴承座的挡边，实现辅助轴承体的轴向定位和固定。
辅助轴承体的内侧设有工作腔，小孔节流器安装于工作腔外的锥面内，由锁紧螺钉通过螺纹固定；工作腔通过小孔节流器、锁紧螺钉和进水环与辅助轴承座的进水孔连通，进水环两侧采用密封圈实现密封；工作腔两侧设有回水槽，回水槽与排水排气孔连通；辅助轴承体的两端设有气体密封槽，气体密封槽与进气孔连通；辅助轴承体在气体密封槽两侧的内表面与主轴形成远轴承端气体密封环和近轴承端气体密封环，远轴承端气体密封环的轴向长度大于近轴承端气体密封环的轴向长度。
具体来说，辅助支承动静压水轴承安置于电机之后，用以辅助支承径向载荷，减小主轴末端的振动，提高主轴径向刚度。
有益效果：本发明的一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承，使电机后置式电主轴具备大承载力、低功耗、低温升、高刚度、大临界转速、高回转精度等性能。
附图说明
图1是一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承的结构示意图。
图2是图1的I处的径向剖视图。
图中包括：进气孔1、辅助轴承座2、辅助轴承体3、锁紧螺钉4、小孔节流器5、主轴6、远轴承端气体密封环7、气体密封槽8、近轴承端气体密封环9、回水槽10、封水面11、排水排气孔12、工作腔13、进水孔14、进水环15、密封圈16。
具体实施方式
本发明是一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承，主要包括：辅助轴承体3、小孔节流器5、锁紧螺钉4、辅助轴承座2、密封圈16。辅助轴承体3安装于辅助轴承座2内，位于主轴6的末端，通过主轴6的轴肩、台阶和辅助轴承座2的挡边实现辅助轴承体3的轴向定位和固定；辅助轴承体3的内侧设有工作腔13，小孔节流器5安装于工作腔13外的锥面内，由锁紧螺钉4通过螺纹固定；工作腔13通过小孔节流器5、锁紧螺钉4和进水环15与辅助轴承座2的进水孔14连通，进水环15两侧采用密封圈16实现密封；工作腔13两侧设有回水槽10，回水槽10与排水排气孔12连通；辅助轴承体3的两端设有气体密封槽8，气体密封槽8与进气孔1连通；辅助轴承体3在气体密封槽8两侧的内表面与主轴6形成远轴承端气体密封环7和近轴承端气体密封环9，远轴承端气体密封环7的轴向长度大于近轴承端气体密封环9的轴向长度；气体密封槽8、远轴承端气体密封环7和近轴承端气体密封环9组成与轴承一体式非对称气体密封结构，使得远轴承端气体密封环7内气膜的气阻大于近轴承端气体密封环9内气膜的气阻，保证气体更易于流向轴承端，实现水润滑轴承的有效密封。
工作时，首先向进气孔1通气，保证气体密封槽8内充满高压气体，以避免高压水进入电机；高压水通过进水孔14进入进水环15，再依次经锁紧螺钉4的通孔和小孔节流器5进入工作腔13，流过封水面11的水直接进入回水槽10；回水槽中的水和废气因非对称气体密封的作用，通过排水排气孔12流出电主轴。
应当指出，采用辅助支承动静压水轴承的后置式电主轴也应视为本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承，其特征在于：在主轴（6）的右端，安装了带非对称气体密封环的动静压水轴承，作为该类电主轴的辅助支承。
2.根据权利要求1所述的用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承，其特征在于在主轴（6）外设有辅助轴承体（3），在辅助轴承体（3）与主轴（6）之间设有工作腔（13），小孔节流器（5）安装于工作腔（13）外的锥面内，由锁紧螺钉（4）通过螺纹固定；工作腔（13）通过小孔节流器（5）、锁紧螺钉（4）和进水环（15）与辅助轴承座（2）的进水孔（14）连通，进水环（15）两侧采用密封圈（16）实现密封；工作腔（13）两侧设有回水槽（10），回水槽（10）与排水排气孔（12）连通；辅助轴承体（3）的两端设有气体密封槽（8），气体密封槽（8）与进气孔（1）连通。
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