CN107717730A - 主轴装置与具备该主轴装置的磨床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种主轴装置,该主轴装置具备砂轮轴(54)、轴支承体(60)、砂轮马达(55M)以及经由带(53)将旋转力传递至砂轮轴(54)的小径带轮(52)的旋转传递装置,在上述轴支承体(60)的轴向的不同位置具备径向静压轴承(82)以及对基于该径向静压轴承的支承力进行修正的修正力加压部(62),上述修正力加压部(62)在周向具有一个压油兜(96),该兜形状形成为轴向宽度在周向不同,并在规定方向产生规定的修正力。
Description
技术领域
本发明涉及主轴装置。特别涉及修正力加压部,其对使用砂轮的磨床的主轴装置所具备的承受径向载荷的静压轴承的支承力施加修正力。
背景技术
使用砂轮的磨床具备安装旋转砂轮的砂轮轴作为旋转轴体,该旋转轴体被称为轴颈的轴支承体支承为能够旋转。在旋转轴体的一端安装旋转砂轮,在另一端安装带轮部。在该带轮部经由带等旋转传递装置传递来由马达等旋转动力源产生的旋转力,使旋转轴体旋转,使旋转砂轮旋转。
在带轮部通过带被传递旋转时,在与带轮部一体的旋转轴体产生径向载荷。在轴支承体设置静压轴承来支承该径向载荷。
承受径向载荷的静压轴承通过在轴支承体的径向面(轴向面)沿周向形成多个压油兜来承受作用于旋转轴体的径向载荷。例如,等间隔配置四个压油兜,在从油供给源经由供给路向各油兜供给液压油时,通过设置于供给路的压力调整节流部来减压调整成适宜支承的液压力并进行供给。
具体来说,承受径向载荷的静压轴承在与旋转轴体之间具有一定的轴承缝隙的轴支承体的内周面设置有压油兜和凸台部。而且,通过供给至该压油兜与旋转轴体之间的轴承缝隙的轴承油的液压(静压)以及在凸台部与旋转轴体之间产生的液压支承旋转轴体。
但是,对于上述的静压轴承而言,在向旋转轴体传递旋转的旋转传递装置的传递力较大时,由带对带轮部施加较大的径向载荷,从而该径向载荷波及到旋转轴体。因被带轮载荷推压而使旋转轴体位置与静压轴承的位置接近。若在该状态下从砂轮施加径向方向的过大的加工力等,则存在旋转轴体与静压轴承接触而发生破损的担忧。
因此,以往,在上述那样的静压轴承具备赋予对抗作用于旋转轴体的径向载荷的方向的修正力的机构。即,具有赋予抵消径向载荷的修正力的机构。例如,通过改变构成静压轴承的多个压油兜的面积,产生对抗径向载荷的修正力,发挥静压轴承的适当的轴承功能。例如,参照日本特公昭59-17286号公报。作为其他的现有技术存在日本特开2001-304260号公报所公开的技术等。
但是,现有的产生修正力的机构因设置该机构而对本来的静压轴承的性能带来影响。因此,在需要变更修正力的大小的情况下,需要变更静压轴承本身的结构,并且该结构的变更需要使静压轴承的轴承性能与修正力的大小两者关联考虑,存在该设计变得复杂的不便。
发明内容
本发明的目的之一在于能够不影响静压轴承的轴承性能地变更修正力的大小。
作为本发明的一个方式的主轴装置作为基本的结构具备:旋转轴体;轴支承体,其将上述旋转轴体支承为能够旋转;动力源,其产生上述旋转轴体的旋转力;以及旋转传递装置,其将上述动力源的旋转力经由带传递至被设置在上述旋转轴体的带轮部。而且,在上述轴支承体具备支承旋转轴体的径向方向的载荷的径向静压轴承以及对基于该径向静压轴承的支承力进行修正的修正力加压部,上述径向静压轴承与上述修正力加压部被设置于上述旋转轴体的轴向的不同位置,上述径向静压轴承在周向具有多个压油兜,在该压油兜从液压供给源经由具有节流部的供给路供给有轴承油,上述修正力加压部在周向具有一个压油兜,在该压油兜从油供给源经由供给路供给有轴承油,上述修正力加压部的压油兜的兜形状形成为产生对从上述带轮部作用于上述旋转轴体的径向方向的力进行削减的方向的修正力的兜形状。
根据上述本方式的主轴装置,支承旋转轴体的径向方向的载荷的径向静压轴承与对基于该径向静压轴承的支承力进行修正的修正力加压部被设置于轴向的不同位置。由此,能够不影响径向静压轴承的轴承性能地通过修正力加压部设定修正力的大小。
另外,基于修正力加压部的削减/抵消从带轮部作用于旋转轴体的径向方向的力的方向的修正力的产生仅通过使在周向形成的一个压油兜的轴向宽度不同而进行,因此能够通过简单的结构来实现。
上述主轴装置作为优选的结构能够采取如下的结构。
首先,上述修正力加压部具有与上述旋转轴体在径向对置的轴向面以及与上述旋转轴体在轴向对置的径向面,上述修正力加压部的压油兜在能够一并承受上述旋转轴体的推力载荷的位置的、上述轴向面与上述径向面交叉的角部横跨所述轴向面与所述径向面这两个面而形成,上述轴向面的压油兜产生修正力,上述径向面的压油兜承受推力载荷,所述修正力加压部的压油兜从油供给源经由具有节流部的供给路被供给轴承油。
根据上述的结构,一个压油兜横跨轴支承体的轴向面(径向面)与径向面(推力面)交叉的角部而形成。由此,通过该一个压油兜,能够兼具相对于轴支承体的推力轴承功能以及相对于径向方向的静压轴承的修正力产生功能两个功能。作为修正力加压部使油兜内的轴向宽度变化是在推力轴承的视角观察时使油兜的深度变化的意思,但油兜深度的变化不影响推力轴承的支承力。并且,能够不影响推力轴承功能的轴承性能地变更对径向方向的静压轴承的修正力。这是基于压油兜在角部横跨地构成,在该轴向面的压油兜产生修正力,在径向面的压油兜承受推力载荷。由此,能够不改变压油兜的径向面的大小,而改变轴向的大小,从而不改变推力轴承的轴承性能,而改变修正力的大小。此外,根据上述的结构,虽然需要与将修正力加压部与径向静压轴承分体形成对应的轴向空间,但通过与推力轴承部兼用,能够高效地使用轴向空间。
另外,能够构成为具有与上述旋转轴体的外周面在径向对置的轴向面,上述压油兜形成于上述轴向面,由油供给源产生的液压不经由节流部地被供给到所述修正力加压部的压油兜。
根据上述的结构,由油供给源产生的液压不经由节流部地被供给到修正力加压部的压油兜,保持原始的液压、即不被减压地供给。因此,能够利用由油供给源产生的液压来产生修正力,因此能够最大限度地高效地活用油供给源的液压。
另外,能够构成为上述修正力加压部设定于上述带轮部与上述径向静压轴承之间。
根据上述的结构,修正力加压部与径向静压轴承的轴向位置相比配设于带轮部的附近位置。然而,具备带轮部的旋转轴体因带轮部的旋转传递力的载荷而在轴向挠曲变形。与此同时,带轮部的位置发生变动。但是,产生修正力的修正力加压部是带轮部的附近位置,从而能够抑制该变动。
另外,能够构成为上述旋转轴体在该旋转轴体与上述径向静压轴承的对置面和上述带轮部之间具有直径小于上述对置面的小径部,上述修正力加压部设定为与上述小径部对置。
根据上述的结构,修正力加压部设定于与旋转轴体的小径部对置的位置,因此能够紧凑地构成。
此外,上述的各结构的主轴装置能够设置于磨床。根据上述的磨床,能够高效地活用上述的各结构的主轴装置的特征。
附图说明
根据以下参照附图对实施方式进行的详细说明可了解本发明的上述以及更多的特点和优点,其中对相同的元素标注相同的附图标记。
图1是表示本实施方式的磨床系统的外观的例子的立体图。
图2是表示本实施方式的磨床的简要构造的立体图。
图3是表示磨床的简要构造的侧视图。
图4是表示磨床的简要构造的俯视图。
图5是表示磨床的砂轮轴的轴承结构的第一实施方式的剖视图。
图6表示图5的VI-VI线剖面,且是径向静压轴承的剖视图。
图7是放大表示图5的第一实施方式的设定于砂轮轴的小径轴部的推力轴承结构与修正力加压部的结构的位置的剖视图。
图8是将第一实施方式中的轴支承体局部省略表示的立体图。
图9是展开表示第一实施方式的修正力加压部的压油兜的内表面形状的俯视图。
图10是以面积来表示基于修正力加压部的作用力的图。
图11是表示图7所示的压油兜的变形例的图。
图12是表示磨床的砂轮轴的轴承结构的第二实施方式的剖视图。
图13是表示第二实施方式的轴支承体的立体图。
图14是展开表示第二实施方式的压油兜的内表面形状的俯视图。
图15是表示在径向静压载荷中,径向载荷的负载未作用于砂轮轴的状态的剖视图。
图16是表示从图15的状态开始负载了通常的径向载荷的状态的剖视图。
图17是表示从图16的状态开始进一步负载了径向载荷的状态的剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外,本实施方式是对研磨发动机的凸轮等的磨床所具备的砂轮轴进行支承的主轴装置的情况。
首先,对磨床2的概要进行说明。图1表示磨床系统1的外观的例子。磨床系统1在内部收纳有图2~图4所示的磨床2,并具有外罩1A、可动门1B、微调手柄1C、1D以及控制装置80等。
图2~图4表示磨床2的整体结构。磨床2具有床身10、工作台20、主轴座30、尾座40以及砂轮座50等。此外,在记载有X轴、Y轴、以及Z轴的图中,X轴、Y轴以及Z轴相互正交,并且Y轴方向表示垂直上方,Z轴方向表示砂轮55切入工件W的水平方向,X轴方向表示与主轴31的旋转轴线31J平行的水平方向。
床身10如在图4中更好地表示那样,在俯视观察时构成为呈大致T字状。而且,如在图2中更好地表示那样,设置有沿X轴方向延伸的X轴引导面12、12V,并设置有沿X轴方向延伸的X轴狭缝12K。另外,如在图2以及图4中更好地表示那样,在床身10设置有沿Z轴方向延伸的Z轴引导面15、15V,并设置有沿Z轴方向延伸的Z轴狭缝15K。
砂轮座50载置于床身10,并由Z轴引导面15、15V静压引导支承,从而能够沿Z轴方向往复移动。砂轮座驱动马达50M基于来自控制装置80的控制信号使滚珠丝杠50B(参照图3)旋转。控制装置80边对基于来自编码器50E(旋转检测机构)的检测信号的砂轮座50的Z轴方向的位置进行检测边控制砂轮座驱动马达50M来控制砂轮座50的Z轴方向的位置。此外,如图3所示,在滚珠丝杠50B螺合有螺母50N,该螺母50N经由插通于Z轴狭缝15K(参照图2)的臂50A与砂轮座50连接。因此,若砂轮座驱动马达50M旋转驱动滚珠丝杠50B,则螺母50N的Z轴方向的位置移动,从而经由臂50A与螺母50N连接的砂轮座50沿着Z轴引导面15在Z轴方向移动。
在砂轮座50设置有被支承为能够绕与X轴方向平行的砂轮旋转轴线55J旋转自如的砂轮轴54以及砂轮马达55M。此外,如图4所示,砂轮旋转轴线55J与主轴旋转轴线31J均与X轴平行,如图3所示,砂轮旋转轴线55J与主轴旋转轴线31J在同一假想平面VM上。
在砂轮马达55M(相当于本发明的“动力源”)安装有大径带轮51。另外,在砂轮轴54的一端安装有砂轮55,在砂轮轴54的另一端安装有小径带轮52(相当于本发明的“带轮部”)。而且,在大径带轮51与小径带轮52挂有动力传递用的带53。在砂轮轴54的附近设置有能够检测砂轮55的转速的旋转检测机构55S。控制装置80边基于来自旋转检测机构55S的检测信号检测砂轮55的转速边控制砂轮马达55M来控制砂轮55的转速。
砂轮55的由与砂轮轴54正交的平面剖切的剖面呈圆形,在砂轮55的外周面借助粘合剂、电沉积等固定有CBN磨粒,并与砂轮轴54一体地绕砂轮旋转轴线55J旋转。另外,砂轮55的除了研磨工件W的研磨点K(参照图3)的周围之外的大半部分被砂轮收纳壳体91覆盖。在砂轮收纳壳体91的上部设置有朝向砂轮55的研磨点K喷吐冷却及润滑用的冷却液的冷却液喷嘴58。从省略图示的冷却液箱向该冷却液喷嘴58供给冷却液,用于研磨点K(包括砂轮旋转轴线55J和主轴旋转轴线31J的假想平面VM与和工件W对置的一侧的砂轮55的外周面的交点)的冷却及润滑的冷却液通过省略图示的流路回收,并返回至冷却液箱。在冷却液箱通过省略图示的装置去除杂质。
工作台20载置于床身10,并由X轴引导面12静压引导支承,而能够沿X轴方向往复移动。工作台驱动马达20M基于来自控制装置80的控制信号使滚珠丝杠(省略图示)旋转。控制装置80边对基于来自编码器20E(旋转检测机构)的检测信号的工作台20的X轴方向的位置进行检测边控制工作台驱动马达20M来控制工作台20的X轴方向的位置。此外,在滚珠丝杠螺合有螺母(省略图示),该螺母经由插通于狭缝12K的臂(省略图示)与工作台20连接。因此,若工作台驱动马达20M旋转驱动滚珠丝杠,则螺母的X轴方向的位置移动,从而经由臂与螺母连接的工作台20沿着X轴引导面12在X轴方向移动。而且,在工作台20上的X轴方向的一端固定有主轴座30,在另一端固定有尾座40。
主轴座30具有绕与X轴方向平行的主轴旋转轴线31J旋转的主轴31、以主轴旋转轴线31J为中心轴线的顶尖32、旋转驱动主轴31的主轴马达31M以及编码器31E等。在主轴31安装有连接主轴31与工件W的驱动件33。驱动件33具有把持工件W的把持部33A以及连接把持部33A与主轴31的连接部33B,并与主轴31一体地绕主轴旋转轴线31J旋转来使工件W旋转。控制装置80边基于来自编码器31E(旋转检测机构)的检测信号对主轴31的旋转角度、转速进行检测边控制主轴马达31M来控制主轴31的旋转角度、转速(即,工件W的旋转角度、转速)。
尾座40具有以主轴旋转轴线31J为中心轴线的顶尖42以及收纳顶尖42并在朝向主轴座30的方向施力的压头41。尾座40的顶尖42的中心轴线与主轴座30的顶尖32的中心轴线均与主轴旋转轴线31J一致。由顶尖32与顶尖42夹持的工件W通过顶尖42向主轴座30的一侧推压,并通过主轴31以及驱动件33的旋转而绕主轴旋转轴线31J旋转。
图5~图8表示在上述的磨床2中作为本实施方式的特征的砂轮轴54的轴承结构的第一实施方式。首先,借助图5所示的剖视图来对砂轮轴54的轴承结构的概要进行说明。
砂轮轴54由被称为轴颈的轴支承体60支承。在图5中观察,在砂轮轴54的左端(一端)设置有砂轮55。在右端(另一端)设置有小径带轮52,通过砂轮马达55M的驱动经由带53使砂轮轴54旋转,而使砂轮55旋转。本实施方式中的砂轮轴54相当于本发明的旋转轴体,小径带轮52相当于本发明的带轮部。
砂轮轴54由大径轴部54A以及直径小于该大径轴部54A的小径轴部54B构成。在大径轴部54A的对应的轴支承体60的与大径轴部54A的左右两端位置对应的两个位置设置有承受砂轮轴54的径向方向的载荷的静压轴承82(以下称为“径向静压轴承”)。此外,图5中的附图标记57是形成于两侧的径向静压轴承82之间的排出油油兜,接收从径向静压轴承82排出的轴承油并向储油部排出。
在小径轴部54B一体设置有承受砂轮轴54的推力方向的载荷的静压轴承85(以下称为“推力静压轴承”)以及产生相对于上述的径向静压轴承82的径向载荷的修正力的修正力加压部62。该推力静压轴承85与修正力加压部62之间的设置位置成为作为径向载荷的产生源的小径带轮52的位置与设置有径向静压轴承82的位置之间的位置。
图6表示径向静压轴承82,且表示图5的VI-VI线剖面。对于径向静压轴承82而言,在轴支承体60的内周面,多个、在本实施方式中为4个压油兜64作成为凹部形状在周向等间隔地配设形成。4个压油兜64之间成为凸台部65。由此,通过供给至压油兜64与砂轮轴54之间的轴承缝隙的轴承油的液压(静压)以及在凸台部65与砂轮轴54之间产生的液压来支承砂轮轴54,承受砂轮轴54的径向载荷。
由油供给源66产生的液压油通过供给路67被供给至径向静压轴承82的压油兜64。在供给路67设置有液压油调整节流部68,将油供给源66的液压油进行减压调整并向压油兜64供给。该减压调整考虑径向载荷的作用方向来调整向各压油兜64的液压油,支承砂轮轴54的径向载荷。
图7放大表示图6的砂轮轴54的小径轴部54B位置,并表示推力静压轴承85的结构以及修正力加压部62的结构。这两个结构85、62由在轴颈的轴支承体60的角部形成的压油兜96一起担负。此外,图7中的供轴承油流通的通路缝隙夸张地进行图示。其他图中的轴承油的通路缝隙也同样。
该结构位置如图7所示,作为旋转轴体的砂轮轴54形成为大径轴部54A与小径轴部54B为阶梯形状的凹剖面形状。作为支承该砂轮轴54的轴颈的轴支承体60配置为插入砂轮轴54的凹剖面形状的凹部内的状态。而且,砂轮轴54被支承为能够在轴向以及径向稍稍移动。该轴向支承构成为本实施方式的推力静压轴承85,从而构成在径向方向的支承中产生径向方向的修正力的修正力加压部62。
首先,针对压油兜96中的推力静压轴承85的结构进行说明。如图7所示,本实施方式的砂轮轴54的基于轴支承体60的推力支承通过经由轴承油的静压支承来进行。推力支承构成为在砂轮轴54的阶梯形状的两侧的阶部x、y进行。阶部x、y形成为第一形成面70(径向面)与第二形成面75(轴向面)呈直角配设。第一形成面70(径向面)由形成于轴支承体侧的第一形成面70A(径向面)以及形成于砂轮轴侧的第一形成面70B(径向面)构成。两者70A、70B对置配置,形成流通缝隙。该流通缝隙成为第一节流部92。此外,该第一形成面70(径向面)形成为相对于砂轮轴线成为垂直方向,第一节流部92通过砂轮轴54的轴向移动而改变其节流状态。
第二形成面75(轴向面)由形成于轴支承体侧的第二形成面75A(轴向面)以及形成于砂轮轴侧的第二形成面75B(轴向面)构成。两者75A、75B对置配置,形成流通缝隙。由于本实施方式的砂轮轴54是旋转轴体,因此该流通缝隙形成为圆筒形状的缝隙。该流通缝隙成为第二节流部94。形成该第二节流部94的第二形成面75(轴向面)成为与砂轮轴线相同方向。因此,对于第二节流部94来说,节流状态不会因为砂轮轴54的轴向移动而改变。
向第一形成面70(径向面)的流通缝隙(第一节流部92)与第二形成面75(轴向面)的流通缝隙(第二节流部94)的轴承油的供给通过形成于轴支承体60的供给路98与压油兜96进行。此外,向压油兜96的轴承油的供给从与向上述的径向静压轴承82的压油兜64的供给同样的油供给源66经由供给路98的压力调整节流部99被供给。压油兜96以横跨第一形成面70(径向面)与第二形成面75(轴向面)的直角形成部位位置的方式缺肉地形成,并形成为一个圆环状。即,推力静压轴承85的压油兜96与在上述的径向静压轴承82中设置的多个压油兜64不同,在圆周上仅设置一个。
压油兜96具有在第一形成面70(径向面)开口的第一形成面开口部71以及在第二形成面75(轴向面)开口的第二形成面开口部76。压油兜96的剖面形状在本实施方式中成为轴向为长边,径向为短边的长方形,但只要是能够加工的适当形状即可。例如,也可以是在图11中作为变形例示出的剖面呈L字形的压油兜96a。供给路98与该压油兜96的底面部连接,并从供给路98供给轴承油。
压油兜96的轴承油被供给至第一形成面70(径向面)的第一节流部92以及第二形成面75(轴向面)的第二节流部94而排出。在第二节流部94流通被排出的轴承油经由轴支承体60的在图7中观察设置于中央部位置的排出路90来进行排出。本实施方式的排出路90构成为两侧的第二节流部94、94的共用的排出路。在第一节流部92流通的轴承油的排出通过释放到比第一节流部92更靠外侧来进行。
第一节流部92与第二节流部94的关系在本实施方式中被设定为在砂轮轴54的推力方向(轴线方向)的无负载状态下第一节流部92的流通阻力与第二节流部94的流通阻力为相同的流通阻力。因此,若对砂轮轴54作用一个方向的推力而使其向一个方向移动,例如,在图7中观察时对砂轮轴54作用右方向的推力,向右方向移动,则基于左侧位置的第一形成面70(径向面)的第一节流部92与无负载状态相比成为被节流的状态,从而流通阻力大于流通阻力不变动的第二节流部94的流通阻力。由此,经由存积于在轴支承体60的第一形成面70A(径向面)形成的压油兜96的轴承油的静压由轴支承体60承受并支承。此外,右侧的阶部y的第一节流部92的节流状态与无负载状态时相比流通阻力变小,从而作为承受左侧位置的推力的作用的反作用,而容易进行砂轮轴54的向左方向的复原动作。当在砂轮轴54产生左方向的推力的情况下,进行与其相反的动作。
根据上述的推力静压轴承85的实施方式,成为决定该轴承85的推力承受力的大小的因素的阶部的大小(径向的长度)由形成第一节流部92的第一形成面70(径向面)的径向的长度以及压油兜96的径向的长度决定。由此,能够实现推力静压轴承85的径向的小型化。因此,在将砂轮轴54的小径轴部54B的外形尺寸设为图5所示的结构时,能够维持砂轮轴54的刚性地实现大径轴部54A的外形尺寸的小型化。此外,在能够将大径轴部54A的外形尺寸设为图5所示的尺寸时,能够实现小径轴部54B的大径化,从而能够实现整体的刚性提高。
接下来,对压油兜96中的产生径向静压轴承82的径向载荷的修正力的修正力加压部62的结构进行说明。图8为了容易理解而以局部省略的方式表示在内周面形成压油兜96的轴支承体60的立体结构,图9是将压油兜96的内周面在圆周方向展开表示的图。图9是展开表示图5以及图7中的右侧的压油兜96的图。
如图9所示,构成修正力加压部62的压油兜96的第二形成面开口部76的轴向宽度不同。例如,如图9所示,在欲在圆周上的90°的位置(由图8的空心箭头所示的F方向)产生修正力的情况下,将0°~180°的范围内的轴向宽度形成为L1,将180°~360°的范围内的轴向宽度形成为L2。L1的轴向宽度设定为比L2的轴向宽度大。即,形成为L1>L2。
图10是以图表的方式表示由上述的结构产生的作用力的关系的图。如上所述,通过供给至以L1形成的区域的液压油产生的合力的作用力P1与通过供给至以L2形成的区域的液压油产生的合力的作用力P2根据其区域的面积差而成为P1>P2。而且,该作用力的差分P1-P2=P3作为图8所示的F方向的修正力并作为承受砂轮轴54的径向载荷的作用力发挥作用。此外,附图标记97表示向压油兜96的液压油的供给孔。
此外,在上述的实施方式中,虽然将L1的区域设为0~180度,将L2的区域设为180~360度,但只要合力P3处于削减来自带轮的力F的方向,则也可以在该角度范围以外。另外,L1和L2的宽度的设定(合力的作用力P1、P2的设定)也只要设定为合力P3的大小成为削减F的大小即可。此外,削减是也包括抵消的情况的意思。
如上所述,基于第一实施方式中的修正力加压部62的修正力的大小的调整能够通过改变压油兜96的圆周上的第二形成面开口部76的轴向宽度L1、L2来调整。而且,该轴向宽度L1、L2的调整不会对推力静压轴承85的轴承力带来任何影响。
相反地,调整推力静压轴承85的推力轴承力的压油兜96的径向的长度(包括第一形成面开口部71的第一形成面70(径向面))的变更不会对基于修正力加压部62的修正力带来任何影响。
另外,基于修正力加压部62的调整的修正力的调整也不会对径向静压轴承82的性能带来影响。因此,能够单独地分别进行调整,因此设计变得容易。
此外,第一实施方式的修正力加压部62是设置于小径带轮52与径向静压轴承82之间的结构。根据该结构,修正力加压部62与径向静压轴承82的轴向位置相比配置于径向载荷产生源的小径带轮52的附近位置。由此,在作用于小径带轮52的载荷由径向静压轴承82承受的情况下,作为抵消该径向载荷的修正力,能够根据杠杆定律而有效地运用。
接下来,针对第二实施方式进行说明。第二实施方式如图12~图14所示。第二实施方式是单独地设定修正力加压部62的实施方式。此外,在该第二实施方式的说明中,以与上述的第一实施方式不同的点为中心进行说明,对于与第一实施方式实际上相同的结构内容通过标注相同的附图标记等而省略说明。
第二实施方式的砂轮轴54如图12所示那样,虽然形成为相同直径的轴,但在中央部设定有大径的阶梯凸缘轴部54C。在该凸缘轴部54C的左右位置的作为轴颈的轴支承体60设置有径向静压轴承82的压油兜64以及推力静压轴承85的压油兜86。而且,在形成有这些各轴承82、85的轴支承体60与小径带轮52之间的轴保持体60位置设置有修正力加压部62(压油兜96)。
第二实施方式的径向静压轴承82的压油兜64以及从油供给源66向该压油兜64供给液压油的结构构成为与所述的第一实施方式的径向静压轴承82相同。
第二实施方式的推力静压轴承85的结构与上述的第一实施方式的兼备修正力加压部62的结构不同,而与通用的推力静压轴承的结构同样,该压油兜86设置于凸缘轴部54C的两侧阶部的径向面的对置面。此外,在本实施方式的向推力静压轴承85的压油兜86的液压油的供给路与通用的结构的情况同样地设置有压力调整节流部99。
第二实施方式的修正力加压部62形成于在图13中表示为立体图的轴支承体60的内周面(轴向面)。图14表示形成于内周面(轴向面)的压油兜96的展开图。图14的展开图是与第一实施方式的图9对比示出的图。第二实施方式的压油兜96的周向的形状虽然与第一实施方式的情况不同,但与第一实施方式的情况同样地,将周向位置的0°~180°的范围内的轴向宽度设为L1,将180°~360°的范围内的轴向宽度设为L2。而且,将L1的轴向宽度设定为比L2的轴向宽度大,形成为L1>L2。由此,即使在第二实施方式中,也与第一实施方式同样地产生修正力。
此外,在第二实施方式中,从油供给源66向修正力加压部62的压油兜96的供给,由于不在其供给路设置压力调整节流部,所以油供给源66的产生液压被保持原样地供给。因此,与第一实施方式的情况相比,由于没有随着液压油的节流通过的压力衰减,因此能够得到较大的修正力。若从相反的见解出发,只要能得到相同的修正力就能够实现修正力加压部62的结构的小型化。
而且,在第二实施方式的情况下,也与第一实施方式的情况同样地,基于修正力加压部62的修正力的大小的调整能够不对径向静压轴承82以及推力静压轴承85的轴承力的性能带来影响地进行。因此,各轴承的设计结构变得容易。
图15~图17表示第一实施方式以及第二实施方式的径向静压轴承82中的径向载荷的负载方向与修正力的作用方向的关系。图15表示在未对砂轮轴54作用径向载荷的负载的状态下,仅作用有基于修正力加压部62的修正力的状态。砂轮轴54在该状态下根据仅修正力的作用而成为作用于左侧的状态。
图16表示从图15的状态开始对小径带轮52施加带负载,且带负载与修正力相互平衡的状态。图17表示从图16的状态开始进一步施加带负载,且带负载的大小超过了修正力的大小的状态。
此外,即使在图15以及图17的状态下,在本各实施方式中也需要构成为砂轮轴54的外周面不与轴支承体60的内周面接触。
以上,虽然基于特定的实施方式对本发明进行了说明,但本发明也能够通过其他各种方式来实施。
例如,在上述的实施方式中,虽然作为机床的代表例对磨床进行了说明,但也能够应用于其他各种机床。
另外,第一实施方式中的推力静压轴承中的第一节流部与第二节流部的关系只要是在工作部件的无负载状态下轴承油在第一节流部流通的关系状态即可。
另外,能够将承受推力的工作部件广泛应用于由静压推力轴承支承的装置中。
此外,上述的各实施方式的修正力加压部的配设位置虽然为小径带轮与径向静压轴承之间的位置,但是也能够设置于除了上述位置之外的位置。
Claims (6)
1.一种主轴装置,其具备:
旋转轴体;
轴支承体,其将所述旋转轴体支承为能够旋转;
动力源,其产生所述旋转轴体的旋转力;以及
旋转传递装置,其将所述动力源的旋转力经由带传递至被设置在所述旋转轴体的带轮部,
在所述主轴装置中,
在所述轴支承体具备支承旋转轴体的径向方向的载荷的径向静压轴承以及对基于该径向静压轴承的支承力进行修正的修正力加压部,
所述径向静压轴承与所述修正力加压部被设置于所述旋转轴体的轴向上的不同位置,
所述径向静压轴承在周向具有多个压油兜,在该压油兜从油供给源经由具有节流部的供给路供给有轴承油,
所述修正力加压部在周向具有一个压油兜,在该压油兜从油供给源经由供给路供给有轴承油,
所述修正力加压部的压油兜的兜形状形成为在周向上轴向宽度形成得不同,并产生对从所述带轮部作用于所述旋转轴体的径向方向的力进行削减的方向的修正力的兜形状。
2.根据权利要求1所述的主轴装置,其中,
所述修正力加压部具有与所述旋转轴体在径向对置的轴向面以及与所述旋转轴体在轴向对置的径向面,
所述修正力加压部的压油兜在能够一并承受所述旋转轴体的推力载荷的位置的、所述轴向面与所述径向面交叉的角部横跨所述轴向面与所述径向面这两个面而形成,所述轴向面的压油兜产生修正力,所述径向面的压油兜承受推力载荷,所述修正力加压部的压油兜从油供给源经由具有节流部的供给路被供给轴承油。
3.根据权利要求1所述的主轴装置,其中,
具有与所述旋转轴体的外周面在径向对置的轴向面,所述压油兜形成于所述轴向面,由油供给源产生的液压不经由节流部地被供给到所述修正力加压部的压油兜。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的主轴装置,其中,
所述修正力加压部设定于所述带轮部与所述径向静压轴承之间。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的主轴装置,其中,
所述旋转轴体在该旋转轴体与所述径向静压轴承的对置面和所述带轮部之间具有直径小于所述对置面的小径部,所述修正力加压部设定为与所述小径部对置。
6.一种磨床,其具备权利要求1~3中任一项所述的主轴装置。
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