CN110227830A - 一种轴向力可调的静压气浮电主轴 - Google Patents

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Abstract

一种轴向力可调的静压气浮电主轴，包括：轴芯、法兰固定螺母、法兰键、法兰、右止推板固定螺母、右止推板、右止推轴承、右止推轴承固定螺栓、右端盖、右端盖固定螺栓、右调整垫片、右变矩桨单元、电机定子盖固定螺栓、电机定子盖固定板、密封圈、轴承体、电机定子盖、电机定子、左变矩桨单元、左端盖固定螺栓、左调整垫片、左端盖、左止推轴承固定螺栓、左止推轴承、左止推板、左止推板固定螺母、电机转子、电机转子固定螺母、桨套固定螺母、拉杆轴、桨套、桨叶固定螺栓、桨叶、拉杆、滚珠轴承I、移动件、滑杆、电机架、电机架固定螺栓、丝杆、电机、滚珠轴承II、滑环、滑环轴，本发明用变矩桨单元替代止推轴承，实现轴向承载力可调。

Description

一种轴向力可调的静压气浮电主轴
技术领域：
本发明涉及一种轴向力可调的静压气浮电主轴，属于超精密静压气体润滑领域。
背景技术：
在机械加工领域，气浮电主轴是常用部件，用于带动刀具高速旋转对工件表面进行钻孔、切削等高精度加工，现有技术中普通气浮电主轴通过节流孔将高压空气导入轴芯侧面、端面形成气膜为轴芯提供径向和轴向支撑；然而由于气体的可压缩性、节流孔结构的固定性，现有的气浮电主轴实际使用过程中遇到轴向承载力过小以及无法灵活调整轴向承载力的情况，影响气浮主轴的性能，降低加工精度和效率。
发明内容：
为了提高气浮电主轴的轴向承载力并实现轴向力可调，本发明提供一种轴向力可调的静压气浮电主轴结构。
为实现上述目的，本发明拟采用以下技术方案：
本发明包括：轴芯、法兰固定螺母、法兰键、法兰、右止推板固定螺母、右止推板、右止推轴承、右止推轴承固定螺栓、右端盖、右端盖固定螺栓、右调整垫片、右变矩桨单元、电机定子盖固定螺栓、电机定子盖固定板、密封圈、轴承体、电机定子盖、电机定子、左变矩桨单元、左端盖固定螺栓、左调整垫片、左端盖、左止推轴承固定螺栓、左止推轴承、左止推板、左止推板固定螺母、电机转子、电机转子固定螺母，其特征在于，所述的右变矩桨单元和左变矩桨单元包括：桨套固定螺母、拉杆轴、桨套、桨叶固定螺栓、桨叶、拉杆、滚珠轴承I、移动件、滑杆、电机架、电机架固定螺栓、丝杆、电机、滚珠轴承II、滑环、滑环轴，所述的法兰通过法兰键和法兰固定螺母固定在轴芯上，右变矩桨单元通过电机架固定螺栓I固定在电机定子盖上，左变矩桨单元通过电机架固定螺栓I固定在轴承体上，右端盖和左端盖分别通过右端盖固定螺栓和左端盖固定螺栓固定在轴承体上，右调整垫片设置在右端盖和轴承体之间，左调整垫片设置在左端盖和轴承体之间，右止推轴承通过右止推轴承固定螺栓固定在右端盖上，左止推轴承通过左止推轴承固定螺栓固定在左端盖上，右止推板通过右止推板固定螺母固定在轴芯上，左止推板通过左止推板固定螺母固定在轴芯上，电机定子和电机定子盖设置在轴承体上，电机定子盖固定板通过电机定子盖固定螺栓固定在轴承体上，电机转子通过电机转子固定螺母固定在轴芯上，桨套通过桨套固定螺母固定在轴芯上，拉杆轴设置在桨套上，桨叶通过桨叶固定螺栓固定在桨套上，拉杆的一端设置在拉杆轴，另一端固定在滑环上，滑环设置在滑环轴(T16)上，滑环轴固定在滚珠轴承I的内圈上，滚珠轴承I外圈固定在移动件上，右变矩桨单元的滑杆一端固定在电机定子盖上，另一端设置在移动件上，左变矩桨单元的滑杆一端固定在轴承体上，另一端设置在移动件上，电机固定在电机架上，右变矩桨单元的电机架通过电机架固定螺栓固定在电机定子盖上，左变矩桨单元的电机架通过电机架固定螺栓固定在轴承体上，丝杆两端分别设置在电机和滚珠轴承II上，滚珠轴承II设置在移动件上，右端盖和左端盖上分别设置右端盖排气口和左端盖排气口，轴承体两端分别设置右进气口和左进气口，轴承体内部设置轴承供气通道和冷却液通道，节流孔设置在轴承供气通道上，上述的冷却液通道在轴承体内环绕电机定子设置。
本发明的特点：
本发明采用电机驱动改变桨矩，低速时增大桨矩，高速时减小桨矩，适应不同轴向载荷的需求，提高气浮电主轴的性能。
附图说明：
图1示意了本发明的整体结构。
图2示意了图1中变矩桨单元T1、T2的结构。
1、轴芯；2、法兰固定螺母；3、法兰键；4、法兰；5、右止推板固定螺母；6、右止推板；7、右止推轴承；8、右止推轴承固定螺栓；9、右端盖；10、右端盖固定螺栓；11、右调整垫片；12、电机定子盖固定螺栓；13、电机定子盖固定板；14、密封圈；15、轴承体；16、电机定子盖；17、电机定子；18、左端盖固定螺栓；19、左调整垫片；20、左端盖；21、左止推轴承固定螺栓；22、左止推轴承；23、左止推板；24、左止推板固定螺母；25、电机转子；26、电机转子固定螺母；T1、右变矩桨单元；T2、左变矩桨单元；T01、桨套固定螺母；T02、拉杆轴；T03、桨套；T04、桨叶固定螺栓；T05、桨叶；T06、拉杆；T07、滚珠轴承I；T08、移动件；T09、滑杆；T10、电机架；T11、电机架固定螺栓；T12、丝杆；T13、电机；T14、滚珠轴承II；T15、滑环；T16、滑环轴；A、右端盖排气口；B、右进气口；C、冷却液通道；D、轴承供气通道；E、左进气口；F、左端盖排气口；G、节流孔。
具体实施方式：
下面结合附图说明本发明的具体工作过程。
本发明的法兰4通过法兰键3和法兰固定螺母2固定在轴芯1上，右变矩桨单元T1通过电机架固定螺栓IT11固定在电机定子盖16上，左变矩桨单元T2通过电机架固定螺栓IT11固定在轴承体15上，右端盖9和左端盖20分别通过右端盖固定螺栓10和左端盖固定螺栓18固定在轴承体15上，右调整垫片11设置在右端盖9和轴承体15之间，左调整垫片19设置在左端盖20和轴承体15之间，右止推轴承7通过右止推轴承固定螺栓8固定在右端盖9上，左止推轴承22通过左止推轴承固定螺栓21固定在左端盖20上，右止推板6通过右止推板固定螺母5固定在轴芯1上，左止推板23通过左止推板固定螺母24固定在轴芯1上，电机定子17和电机定子盖16设置在轴承体15上，电机定子盖固定板13通过电机定子盖固定螺栓12固定在轴承体15上，电机转子25通过电机转子固定螺母26固定在轴芯1上，桨套T03通过桨套固定螺母T01固定在轴芯1上，拉杆轴T02设置在桨套T03上，桨叶T05通过桨叶固定螺栓T04固定在桨套T03上，拉杆T06的一端设置在拉杆轴T02，另一端固定在滑环T15上，滑环T15设置在滑环轴T16上，滑环轴T16固定在滚珠轴承IT07的内圈上，滚珠轴承IT07外圈固定在移动件T08上，右变矩桨单元T1的滑杆T09一端固定在电机定子盖16上，另一端设置在移动件T08上，左变矩桨单元T2的滑杆T09一端固定在轴承体15上，另一端设置在移动件T08上，电机T13固定在电机架T10上，右变矩桨单元T1的电机架T10通过电机架固定螺栓T11固定在电机定子盖16上，左变矩桨单元T2的电机架T10通过电机架固定螺栓T11固定在轴承体15上，丝杆T12两端分别设置在电机T13和滚珠轴承IIT14上，滚珠轴承IIT14设置在移动件T08上，右端盖9和左端盖20上分别设置右端盖排气口A和左端盖排气口F，轴承体15两端分别设置右进气口B和左进气口E，轴承体15内部设置轴承供气通道D和冷却液通道C，节流孔G设置在轴承供气通道D上，冷却液通道C在轴承体15内环绕电机定子17设置。
本发明进行工作时，电机转子25、电机定子17带动轴芯1转动，轴芯1低速转动时，电机T13工作带动丝杆T12转动，移动件T08沿滑杆T09滑动，进而拉动拉杆T06转动桨套T03，增加桨叶T05桨矩，增加轴向力，轴芯1高速转动时，电机T13反向转动，减小桨叶T05桨矩，减小轴向力，通过右变矩桨单元T1和左变矩桨单元T2中各自的桨叶T05产生的轴向力共同作用，平衡轴芯1的轴向载荷，而右止推轴承7和左止推轴承22起轴向限位功能。

Claims (2)

1.一种轴向力可调的静压气浮电主轴，其包括：轴芯(1)、法兰固定螺母(2)、法兰键(3)、法兰(4)、右止推板固定螺母(5)、右止推板(6)、右止推轴承(7)、右止推轴承固定螺栓(8)、右端盖(9)、右端盖固定螺栓(10)、右调整垫片(11)、右变矩桨单元(T1)、电机定子盖固定螺栓(12)、电机定子盖固定板(13)、密封圈(14)、轴承体(15)、电机定子盖(16)、电机定子(17)、左变矩桨单元(T2)、左端盖固定螺栓(18)、左调整垫片(19)、左端盖(20)、左止推轴承固定螺栓(21)、左止推轴承(22)、左止推板(23)、左止推板固定螺母(24)、电机转子(25)、电机转子固定螺母(26)，其特征在于，所述的右变矩桨单元(T1)和左变矩桨单元(T2)包括：桨套固定螺母(T01)、拉杆轴(T02)、桨套(T03)、桨叶固定螺栓(T04)、桨叶(T05)、拉杆(T06)、滚珠轴承I(T07)、移动件(T08)、滑杆(T09)、电机架(T10)、电机架固定螺栓(T11)、丝杆(T12)、电机(T13)、滚珠轴承II(T14)、滑环(T15)、滑环轴(T16)，所述的法兰(4)通过法兰键(3)和法兰固定螺母(2)固定在轴芯(1)上，右变矩桨单元(T1)通过电机架固定螺栓I(T11)固定在电机定子盖(16)上，左变矩桨单元(T2)通过电机架固定螺栓I(T11)固定在轴承体(15)上，右端盖(9)和左端盖(20)分别通过右端盖固定螺栓(10)和左端盖固定螺栓(18)固定在轴承体(15)上，右调整垫片(11)设置在右端盖(9)和轴承体(15)之间，左调整垫片(19)设置在左端盖(20)和轴承体(15)之间，右止推轴承(7)通过右止推轴承固定螺栓(8)固定在右端盖(9)上，左止推轴承(22)通过左止推轴承固定螺栓(21)固定在左端盖(20)上，右止推板(6)通过右止推板固定螺母(5)固定在轴芯(1)上，左止推板(23)通过左止推板固定螺母(24)固定在轴芯(1)上，电机定子(17)和电机定子盖(16)设置在轴承体(15)上，电机定子盖固定板(13)通过电机定子盖固定螺栓(12)固定在轴承体(15)上，电机转子(25)通过电机转子固定螺母(26)固定在轴芯(1)上，桨套(T03)通过桨套固定螺母(T01)固定在轴芯(1)上，拉杆轴(T02)设置在桨套(T03)上，桨叶(T05)通过桨叶固定螺栓(T04)固定在桨套(T03)上，拉杆(T06)的一端设置在拉杆轴(T02)，另一端固定在滑环(T15)上，滑环(T15)设置在滑环轴(T16)上，滑环轴(T16)固定在滚珠轴承I(T07)的内圈上，滚珠轴承I(T07)外圈固定在移动件(T08)上，右变矩桨单元(T1)的滑杆(T09)一端固定在电机定子盖(16)上，另一端设置在移动件(T08)上，左变矩桨单元(T2)的滑杆(T09)一端固定在轴承体(15)上，另一端设置在移动件(T08)上，电机(T13)固定在电机架(T10)上，右变矩桨单元(T1)的电机架(T10)通过电机架固定螺栓(T11)固定在电机定子盖(16)上，左变矩桨单元(T2)的电机架(T10)通过电机架固定螺栓(T11)固定在轴承体(15)上，丝杆(T12)两端分别设置在电机(T13)和滚珠轴承II(T14)上，滚珠轴承II(T14)设置在移动件(T08)上，右端盖(9)和左端盖(20)上分别设置右端盖排气口(A)和左端盖排气口(F)，轴承体(15)两端分别设置右进气口(B)和左进气口(E)，轴承体(15)内部设置轴承供气通道(D)和冷却液通道(C)，节流孔(G)设置在轴承供气通道(D)上。
2.根据权利要求1所述的一种轴向力可调的静压气浮电主轴，其特征在于，冷却液通道(C)在轴承体(15)内环绕电机定子(17)设置。
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