CN109854623B - 一种能分离热油的倾斜腔油垫 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能分离热油的倾斜腔油垫，可有效解决现有静压轴承中两相邻油垫油腔由于旋转工作台下表面附着的热油无法扩散而导致的温度升高问题，同时能提高油膜的刚度和承载能力，解决静压轴承润滑失效的问题；所述的分离热油装置对称安装在双矩形油垫两端的回油槽上，两个挡块对称分布在分离杆的末端位置，分离杆可绕其轴向方向转动，弹簧安装在分离杆底板和分离杆底座之间，四个出油孔沿分离杆长度方向分布在分离杆底座上，四个止转销紧挨分离杆，并两两对称分布在垂直于分离杆方向的分离杆底座上；所述的双矩形油垫油腔底面在油垫主体长度方向向上倾斜到油腔深度的二分之一，油腔底面倾斜的方向始终与旋转工作台顺时针运动的切线方向相同。

Description

一种能分离热油的倾斜腔油垫
技术领域
本发明涉及一种能分离热油的倾斜腔油垫，属于重型静压机床静压轴承技术领域。
背景技术
重型静压机床是工业加工的母机，是国之命脉，关系到一个国家制造业的发展水平。近年来，静压支承技术因其在可靠性、抗振性、加工精度等方面的优越性而被越来越多的应用到重型数控设备中去。但由于静压轴承油膜刚度有限，在机器高速重载时很容易造成间隙油膜温度升高、润滑油粘度降低、油膜厚度变薄、支承摩擦副变形不均匀引起的局部油膜破裂和干摩擦，进而发生油膜润滑失效现象，再加上静压轴承中两相邻油垫油腔由于旋转工作台下表面附着的热油无法扩散而导致的温度升高问题，致使热量不断积累，最终使油膜温度升高，而温度的升高将会导致机床发生热变形，降低加工精度，这在工程中是不允许的，因此本文在机床主轴精度不变的前提下，设计一种能分离热油的倾斜腔油垫来提高油膜刚度，减少附着在旋转工作台下表面的热油。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种能分离热油的倾斜腔油垫。
本发明的技术方案：一种能分离热油的倾斜腔油垫，它包含油垫主体(1)和分离热油装置(2)，分离热油装置(2)通过六角螺栓安装在油垫主体(1)上，其特征在于：所述的油垫主体(1)由回油槽(1-1)、封油边(1-2)、油腔(1-3)、油腔底面(1-4)、进油孔(1-5)组成，油垫主体(1)是一六边形结构，在油垫主体(1)上加工有两个形状、尺寸完全相同的矩形油腔(1-3)，矩形油腔(1-3)的长度方向与油垫主体(1)的长度方向相同，在两矩形油腔(1-3)右侧分别加工有进油孔(1-5)，油腔(1-3)外侧为一圈矩形封油边(1-2)，在封油边(1-2)四周加工有回油槽(1-1)，所述的分离热油装置(2)由分离杆底板(2-1)、分离杆底座(2-2)、分离杆(2-3)、弹簧(2-4)组成，其中，分离杆底板(2-1)由弹簧套(2-A)和螺栓孔(2-1-1)组成，分离杆底座(2-2)由挡块(2-2-1)、止转销(2-2-2)、出油孔(2-2-3)、弹簧套(2-B)组成，分离热油装置(2)通过螺栓孔(2-1-1)固定在油垫主体(1)左右两端的回油槽(1-1)上，弹簧(2-4)安装在分离杆底板(2-1)和分离杆底座(2-2)之间。
作为优选，所述的分离热油装置(2)对称安装在双矩形油垫两端的回油槽(1-1)上，两个挡块(2-2-1)对称分布在分离杆(2-3)的末端位置，且与分离杆(2-3)同轴布置，以防止分离杆进行轴向移动，分离杆(2-3)绕其轴向方向转动，可使其上表面与旋转工作台下表面附着的热油产生摩擦，将分离杆(2-3)上的热油转移到分离杆底座(2-2)上，弹簧(2-4)安装在分离杆底板(2-1)和分离杆底座(2-2)之间，以便分离杆(2-3)的上表面与油垫油膜高度始终保持一致，进而使分离杆(2-3)上表面与旋转工作台下表面附着的热油接触产生摩擦，四个出油孔(2-2-3)沿分离杆(2-3)长度方向分布在分离杆底座(2-2)上，保证分离杆底座(2-2)上的热油及时从出油孔(2-2-3)流出，四个止转销(2-2-2)紧挨分离杆(2-3)，并两两对称分布在垂直于分离杆(2-3)方向的分离杆底座(2-2)上，防止分离杆(2-3)转动时进行周向移动。
作为优选，所述的双矩形油垫油腔底面(1-4)均设置为斜面，即油腔底面(1-4)在油垫主体(1)长度方向向上倾斜到油腔深度的二分之一，油腔底面(1-4)倾斜的方向始终与旋转工作台顺时针运动的切线方向相同，可保证这一底面与旋转工作台形成收敛的楔形间隙，以此来补偿润滑油的静压损失，进油孔加工在油腔底面(1-4)的右侧部分，以保证油腔各处的供油充足。
本发明的有益效果为：
(1)分离热油装置对称布置在双矩形油垫两端的回油槽上，分离杆同轴置于分离热油装置上的挡块中，利用分离杆上表面与旋转工作台下表面附着的热油产生的摩擦，并通过分离杆绕其轴向方向的转动，可以使旋转工作台下表面附着的热油转移到分离杆底座上，能减少旋转工作台下表面附着的热油量，可以降低油膜温度，使油腔基础温度始终保持供油温度。
(2)双矩形油垫油腔底面呈斜面式，这一斜面与旋转工作台构成收敛的楔形间隙，形成动压以此来补偿润滑油的静压损失，经验证这样的动静压油膜承载能力可提高到40％至170％，能有效保证主轴和轴承的使用寿命。
(3)在分离热油装置上增设弹簧结构，当旋转工作台承受不同的载荷时，可以自动调节整体装置的垂直高度，便于分离杆上表面始终与旋转工作台下表面附着的热油接触，以转移多余的热油。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为双矩形油垫的结构示意图；
图2和图3为不同角度分离热油装置的结构示意图；
图中：1油垫主体；2分离热油装置；1-1回油槽；1-2封油边；1-3油腔；1-4油腔底面；1-5进油孔；2-1分离杆底板；2-1-1螺栓孔；2-A弹簧套；2-2分离杆底座；2-2-1挡块；2-2-2止转销；2-2-3出油孔；2-B弹簧套；2-3分离杆；2-4弹簧。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1：如图1、图2、图3所示，本发明具体实施方式采用以下技术方案：一种能分离热油的倾斜腔油垫，它包含油垫主体(1)和分离热油装置(2)，分离热油装置(2)通过六角螺栓安装在油垫主体(1)上，其特征在于：所述的油垫主体(1)由回油槽(1-1)、封油边(1-2)、油腔(1-3)、油腔底面(1-4)、进油孔(1-5)组成，油垫主体(1)是一六边形结构，在油垫主体(1)上加工有两个形状、尺寸完全相同的矩形油腔(1-3)，矩形油腔(1-3)的长度方向与油垫主体(1)的长度方向相同，在两矩形油腔(1-3)右侧分别加工有进油孔(1-5)，油腔(1-3)外侧为一圈矩形封油边(1-2)，在封油边(1-2)四周加工有回油槽(1-1)，所述的分离热油装置(2)由分离杆底板(2-1)、分离杆底座(2-2)、分离杆(2-3)、弹簧(2-4)组成，其中，分离杆底板(2-1)由弹簧套(2-A)和螺栓孔(2-1-1)组成，分离杆底座(2-2)由挡块(2-2-1)、止转销(2-2-2)、出油孔(2-2-3)、弹簧套(2-B)组成，分离热油装置(2)通过螺栓孔(2-1-1)固定在油垫主体(1)左右两端的回油槽(1-1)上，弹簧(2-4)安装在分离杆底板(2-1)和分离杆底座(2-2)之间。
进一步地，分离热油装置(2)对称安装在双矩形油垫两端的回油槽(1-1)上，两个挡块(2-2-1)对称分布在分离杆(2-3)的末端位置，且与分离杆(2-3)同轴布置，以防止分离杆进行轴向移动，分离杆(2-3)绕其轴向方向转动，可使其上表面与旋转工作台下表面附着的热油产生摩擦，将分离杆(2-3)上的热油转移到分离杆底座(2-2)上，弹簧(2-4)安装在分离杆底板(2-1)和分离杆底座(2-2)之间，以便分离杆(2-3)的上表面与油垫油膜高度始终保持一致，进而使分离杆(2-3)上表面与旋转工作台下表面附着的热油接触产生摩擦，四个出油孔(2-2-3)沿分离杆(2-3)长度方向分布在分离杆底座(2-2)上，保证分离杆底座(2-2)上的热油及时从出油孔(2-2-3)流出，四个止转销(2-2-2)紧挨分离杆(2-3)，并两两对称分布在垂直于分离杆(2-3)方向的分离杆底座(2-2)上，防止分离杆(2-3)转动时进行周向移动。
进一步地，双矩形油垫油腔底面(1-4)均设置为斜面，即油腔底面(1-4)在油垫主体(1)长度方向向上倾斜到油腔深度的二分之一，油腔底面(1-4)倾斜的方向始终与旋转工作台顺时针运动的切线方向相同，可保证这一底面与旋转工作台形成收敛的楔形间隙，以此来补偿润滑油的静压损失，进油孔加工在油腔底面(1-4)的右侧部分，以保证油腔各处的供油充足。
工作原理：
静压轴承工作时将多个本发明以圆周形式均匀布置在静压轴承底座上，油泵通过压力把液压油源源不断地送入进油孔(1-5)，直至充满整个双矩形油腔(1-3)，使油腔(1-3)内产生压力，在多个双矩形油垫共同作用下，通过压力油膜使摩擦副隔开，把旋转工作台顶起；当旋转工作台顺时针高速运动时，旋转工作台与多个本油垫之间就会产生足够大的相对运动速度，利用双矩形油垫油腔底面(1-4)的这一斜面与旋转工作台形成的收敛楔形间隙，来满足动压产生的条件，进而用动压补偿润滑油的静压损失，以提高油膜的承载能力；在旋转工作台高速工作时，旋转工作台下表面与油膜充分接触，其上附着的热油便在相邻两油垫间不断地流动，此时封油边(1-2)左右两侧分离热油装置(2)上的弹簧(2-4)结构可自动调节分离热油装置(2)的垂直高度，保证分离杆(2-3)上表面始终与旋转工作台下表面附着的热油接触，利用分离杆(2-3)上表面与旋转工作台下表面附着的热油产生的摩擦，并通过分离杆(2-3)绕其轴向方向的转动，便可以将旋转工作台下表面附着的热油转移到分离杆底座(2-2)上，分离杆底座(2-2)的热油再通过出油孔(2-2-3)流到分离杆底板(2-1)上，进而与回油槽(1-1)的热油汇合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围有所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种能分离热油的倾斜腔油垫，它包含油垫主体(1)和分离热油装置(2)，分离热油装置(2)通过六角螺栓安装在油垫主体(1)上，其特征在于：所述的油垫主体(1)由回油槽(1-1)、封油边(1-2)、油腔(1-3)、油腔底面(1-4)、进油孔(1-5)组成，油垫主体(1)是一六边形结构，在油垫主体(1)上加工有两个形状、尺寸完全相同的矩形油腔(1-3)，矩形油腔(1-3)的长度方向与油垫主体(1)的长度方向相同，在两矩形油腔(1-3)右侧分别加工有进油孔(1-5)，油腔(1-3)外侧为一圈矩形封油边(1-2)，在封油边(1-2)四周加工有回油槽(1-1)，所述的分离热油装置(2)由分离杆底板(2-1)、分离杆底座(2-2)、分离杆(2-3)、弹簧(2-4)组成，其中，分离杆底板(2-1)由弹簧套(2-A)和螺栓孔(2-1-1)组成，分离杆底座(2-2)由挡块(2-2-1)、止转销(2-2-2)、出油孔(2-2-3)、弹簧套(2-B)组成，分离热油装置(2)通过螺栓孔(2-1-1)固定在油垫主体(1)左右两端的回油槽(1-1)上，弹簧(2-4)安装在分离杆底板(2-1)和分离杆底座(2-2)之间。
2.根据权利要求1所述的一种能分离热油的倾斜腔油垫，其特征在于：双矩形油垫油腔底面(1-4)均设置为斜面，即油腔底面(1-4)在油垫主体(1)长度方向向上倾斜到油腔深度的二分之一，油腔底面(1-4)倾斜的方向始终与旋转工作台顺时针运动的切线方向相同，可保证这一底面与旋转工作台形成收敛的楔形间隙，以此来补偿润滑油的静压损失，进油孔加工在油腔底面(1-4)的右侧部分，以保证油腔各处的供油充足。
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