CN112338215A - 一种便于实现二次动平衡的高速主轴 - Google Patents

一种便于实现二次动平衡的高速主轴 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便于实现二次动平衡的高速主轴，包括壳体，转子，转子的前端由前轴承I和前轴承II支承，转子的尾端有后轴承I和后轴承II支承，后轴承I和后轴承II均安装于套筒内，与外偏心螺柱相连的锁紧弹簧I套装在套筒上，转子尾端加工有内螺纹，与内偏心螺柱相连的锁紧弹簧II安装于转子内的阶梯孔内。本发明采用基于工况的主轴装配误差动态调整技术，有效消除了工况变化下主轴零部件间装配误差改变引起的主轴偏心，采用基于移动的单面空间动平衡技术，更便于进行工况变化下主轴的二次动平衡，与现有的双面动平衡相比，主轴结构紧凑，工程实用性强。

Description

一种便于实现二次动平衡的高速主轴
技术领域
本发明涉及一种高速主轴，特别涉及一种便于实现二次动平衡的高速机械主轴。
背景技术
性能优良的高速主轴是实现高速加工的关键功能部件。主轴因制造误差、安装误差以及材料不均匀等会引起主轴质量分布不均匀，在高速旋转时产生不平衡离心力，从而导致高速主轴在工作时产生振动，主轴的振动必然引起加工质量的变化以及随着时间推移加剧主轴工作精度的衰退，因而对主轴进行动平衡显得十分必要。当前主轴动平衡可归纳为低于一阶临界转速的刚性动平衡和超过一阶临界转速的柔性动平衡两种，双面动平衡技术广泛应用于高速主轴中。然而当前流行的双面动平衡方案需要设置两个平衡面，大大增加了主轴结构的复杂程度，也非常不适用于对装配后主轴的动平衡。此外随着主轴转速、冷却/润滑等工况条件的变化，主轴零部件间的接触状态改变，主轴的动平衡也必然发生改变，基于单/双面法的初始动平衡结果必然不再适合当前的工况条件，因而迫切需要开发一种便于二次动平衡的高速主轴。
发明内容
本发明针对当前高速主轴动平衡方面的不足，采用一种基于工况的主轴装配误差动态调整技术和一种基于移动的单面空间动平衡技术，提出一种结构简单、针对实际加工工况便于进行二次动平衡的高速主轴。
实现上述目的的技术方案是：一种便于实现二次动平衡的高速主轴，包括转子，壳体，安装于壳体前端的前挡油板，前轴承I和前轴承II，安装于壳体后端的后挡油板，转子的前端由前轴承I和前轴承II支承，转子的尾端有后轴承I和后轴承II支承，前密封盖安装于转子前端，安装于转子前端的前锁紧螺母实现前轴承I和前轴承II的预紧和轴向固定，安装于转子尾端的后锁紧螺母用于实现后轴承I和后轴承II的轴向固定，弹簧支架一端与后轴承I外圈相连，预紧弹簧安装于弹簧支架的环形槽内对后轴承I和后轴承II施加预紧力，预紧弹簧的一端与挡环相连，挡环轴向和径向分别与壳体和套筒相连；
所述后轴承I和后轴承II均安装于套筒内，套装在套筒上的锁紧弹簧I一端与壳体相连，锁紧弹簧I的另一端与外偏心螺柱相连，外锁紧螺柱与安装在套筒上的外偏心螺柱相连；
所述外偏心螺柱为偏心圆柱，外偏心螺柱的外圆柱面加工有螺纹；
所述壳体尾端设置有螺纹孔，外锁紧螺柱与外偏心螺柱均旋装在壳体的螺纹孔内；
所述转子为中空结构，转子尾端加工有内螺纹，锁紧弹簧II安装于转子内的阶梯孔内，锁紧弹簧II另一端与内偏心螺柱相连，内锁紧螺柱与内偏心螺柱相连；
所述内偏心螺柱为偏心圆柱，内偏心螺柱的外圆柱面加工有螺纹，偏心螺柱和内锁紧螺柱均旋装在转子内。
本发明采用基于工况的主轴装配误差动态调整技术，通过调整外偏心螺柱的偏心距来改变主轴尾支承的径向位置，从而带动转子以转子前支承为支点进行微量偏转，进而调整主轴由于装配误差导致的轴承-转子偏心，可方便地对装配后的主轴进行初次动平衡，也便于对主轴在不同工况下零部件间装配状态改变导致的动平衡误差进行二次调整，与现有的动平衡实现方案相比，本发明针对不同的加工工况引起的装配误差导致的主轴偏心进行了二次调整，针对性强，工程实用性强。
本发明采用一种基于移动的单面空间动平衡技术，调整内偏心螺柱的轴向旋入和旋出可实现内偏心螺柱偏心量的的轴向位置调整，调整内偏心螺柱的旋入角度可实现内偏心螺柱偏心量径向和切向位置调整，进而实现内偏心螺柱偏心量的空间调整，可方便地对装配后的主轴进行初次动平衡，也便于对主轴在不同工况下动不平衡误差进行二次调整，与现有的双面动平衡方案相比，本发明能针对不同加工工况下主轴的偏心误差进行二次补偿，并且只设置一个移动的补偿面，动平衡方案结构更紧凑，方案更简单实用。
本发明采用双重锁紧防松技术，借助锁紧弹簧I和锁紧弹簧II的恢复力来分别实现对外偏心螺柱和内偏心螺柱的初次锁紧，借助外锁紧螺柱和内锁紧螺柱对外偏心螺柱和内偏心螺柱进行二次锁紧，有效防止了外偏心螺柱和内偏心螺柱在振动以及离心力作用下的回松。
本便于实现二次动平衡的高速主轴，采用基于工况的主轴装配误差动态调整技术，有效消除了工况变化下主轴零部件间装配误差改变引起的主轴偏心，采用基于移动的单面空间动平衡技术，与现有的双面动平衡相比，主轴结构紧凑，简单实用，更便于进行工况变化下主轴的二次动平衡，工程实用性强。
附图说明
图1是一种便于实现二次动平衡的高速主轴结构布置图。
图中：壳体(1)，前挡油板(2)，前密封盖(3)，前锁紧螺母(4)，转子(5)，前轴承I(6)，前轴承II(7)，后轴承I(8)，后轴承II(9)，挡环(10)，锁紧弹簧I(11)，弹簧支架(12)，预紧弹簧(13)，外偏心螺柱(14)，外锁紧螺柱(15)，后挡油板(16)，后锁紧螺母(17)，内锁紧螺柱(18)，内偏心螺柱(19)，锁紧弹簧II(20)，套筒(21)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种便于实现二次动平衡的高速主轴，包括壳体(1)，转子(5)，锁紧弹簧I(11)，外偏心螺柱(14)，锁紧弹簧II(20)，内偏心螺柱(19)，套筒(21)；
所述壳体(1)的前端安装有前挡油板(2)，前轴承I(6)，前轴承II(7)，壳体(1)后端安装有后挡油板(16)，转子(5)的前端由前轴承I(6)和前轴承II(7)支承，转子(5)的尾端有后轴承I(8)和后轴承II(9)支承，前密封盖(3)安装于转子(5)前端，安装于转子(5)前端的前锁紧螺母(4)实现前轴承I(6)和前轴承II(7)的预紧和轴向固定，安装于转子(5)尾端的后锁紧螺母(17)用于实现后轴承I(8)和后轴承II(9)的轴向固定，弹簧支架(12)一端与后轴承I(8)外圈相连，预紧弹簧(13)安装于弹簧支架(12)的环形槽内，预紧弹簧(13)的一端与挡环(10)相连，挡环(10)轴向和径向分别与壳体(1)和套筒(21)相连；
所述后轴承I(8)和后轴承II(9)均安装于套筒(21)内，套装在套筒(21)上的锁紧弹簧I(11)一端与壳体(1)相连，锁紧弹簧I(11)的另一端与外偏心螺柱(14)相连，外锁紧螺柱(15)与安装在套筒(21)上的外偏心螺柱(14)相连；
所述外偏心螺柱(14)为偏心圆柱，外偏心螺柱(14)沿轴线加工有圆柱孔，外偏心螺柱(14)的外圆柱面加工有螺纹；
所述壳体(1)尾端设置有螺纹孔，外锁紧螺柱(15)与外偏心螺柱(14)均旋装在壳体(1)的螺纹孔内；
所述转子(5)为阶梯型中空结构，转子(5)尾端加工有内螺纹，锁紧弹簧II(20)安装于转子(5)内的阶梯孔内，锁紧弹簧II(20)另一端与内偏心螺柱(19)相连，内锁紧螺柱(18)与内偏心螺柱(19)相连；
所述内偏心螺柱(19)为偏心圆柱，内偏心螺柱(19)的外圆柱面加工有螺纹，偏心螺柱(19)和内锁紧螺柱(18)均旋装在转子(5)内。
在本实施实例中：本高速主轴用的转子(5)需进行双面动平衡方可进行安装，本高速主轴安装完成之后再进行初次动平衡。
在本实施实例中：本高速主轴安装完成之后再进行初次动平衡时，旋动外偏心螺柱(14)，套筒(21)沿径向移动推动后轴承I(8)和后轴承II(9)带动转子(5)沿径向移动，消除由于主轴装配造成的几何偏心；调整内偏心螺柱(19)的轴向旋入深度可实现动平衡补偿量的轴向位置调整，调整内偏心螺柱(19)的旋入角度可实现动平衡补偿量的径向和切向位置调整，通过更换具有相同外径的不同型号的内偏心螺柱(19)可实现动平衡补偿量的直接调整，进而实现动不平衡的补偿。
在本实施实例中：当本高速主轴在不同工况下进行二次动平衡时，需检测主轴前端在工况下的振动误差，若振动误差超过允许值，则停机后首先旋动外偏心螺柱(14)后启动主轴并再次检测主轴前端在工况下的振动误差，多次重复上述操作直至检测到的振动误差最小，此时由实现工况变化引起的主轴零部件间装配状态改变而导致的动不平衡得到了调整。
在本实施实例中：当本高速主轴在不同工况下进行二次动平衡并调整外偏心螺柱(14)以消除工况变化引起的主轴零部件间装配状态改变而导致的动不平衡后，停机旋动内偏心螺柱(19)后启动主轴并检测主轴前端振动误差，多次重复此操作过程直至主轴前端振动误差在允许范围内，此时即完成了本主轴在不同工况下的二次动平衡。
在本实施实例中：当本高速主轴进行动平衡调整时，外偏心螺柱(14)旋压锁紧弹簧I(11)，在锁紧弹簧I(11)恢复力作用下实现外偏心螺柱(14)的锁紧，动平衡调整完成后旋入外锁紧螺柱(15)防止外偏心螺柱(14)回松。
在本实施实例中：当本高速主轴进行动平衡调整时，内偏心螺柱(19)旋压锁紧弹簧II(20)，在锁紧弹簧II(20)恢复力作用下实现内偏心螺柱(19)的锁紧，动平衡调整完成后旋入内锁紧螺柱(18)防止内偏心螺柱(19)回松。

Claims (1)

1.一种便于实现二次动平衡的高速主轴，其特征在于，它包括：壳体(1)，转子(5)，安装于壳体(1)的前端的前挡油板(2)，安装于壳体(1)后端的后挡油板(16)，安装于转子(5)前端的前密封盖(3)和前锁紧螺母(4)，安装于转子(5)尾端的后锁紧螺母(17)，转子(5)的前端由前轴承I(6)和前轴承II(7)支承，转子(5)的尾端有后轴承I(8)和后轴承II(9)支承，弹簧支架(12)一端与后轴承I(8)外圈相连，预紧弹簧(13)安装于弹簧支架(12)的环形槽内，预紧弹簧(13)的一端与挡环(10)相连，挡环(10)轴向和径向分别与壳体(1)和套筒(21)相连；
所述后轴承I(8)和后轴承II(9)均安装于套筒(21)内，套装在套筒(21)上的锁紧弹簧I(11)一端与壳体(1)相连，锁紧弹簧I(11)的另一端与外偏心螺柱(14)相连，外锁紧螺柱(15)与安装在套筒(21)上的外偏心螺柱(14)相连；
所述外偏心螺柱(14)为偏心圆柱，外偏心螺柱(14)沿轴线加工有圆柱孔，外偏心螺柱(14)的外圆柱面加工有螺纹；
所述壳体(1)尾端设置有螺纹孔，外锁紧螺柱(15)与外偏心螺柱(14)均旋装在壳体(1)的螺纹孔内；
所述转子(5)为阶梯型中空结构，转子(5)尾端加工有内螺纹，锁紧弹簧II(20)安装于转子(5)内的阶梯孔内，锁紧弹簧II(20)另一端与内偏心螺柱(19)相连，内锁紧螺柱(18)与内偏心螺柱(19)相连；
所述内偏心螺柱(19)为偏心圆柱，内偏心螺柱(19)的外圆柱面加工有螺纹，偏心螺柱(19)和内锁紧螺柱(18)均旋装在转子(5)内。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114472940A (zh) * 2022-03-24 2022-05-13 安徽新诺精工股份有限公司 用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0322837U (zh) * 1989-07-12 1991-03-11
RU2064371C1 (ru) * 1992-04-27 1996-07-27 Василий Сергеевич Малышев Шпиндельный узел металлорежущего станка
JPH10225802A (ja) * 1997-02-14 1998-08-25 Okuma Mach Works Ltd 工作機械の主軸装置
CN202278490U (zh) * 2011-09-16 2012-06-20 安阳斯普机械有限公司 内置动平衡系统电主轴
WO2013011815A1 (ja) * 2011-07-20 2013-01-24 日本精工株式会社 主軸装置
CN207521714U (zh) * 2017-10-20 2018-06-22 广州市昊志机电股份有限公司 电主轴及其拉杆机构
CN108871674A (zh) * 2018-09-11 2018-11-23 西安交通大学 一种主轴内置式在线动平衡装置试验台
CN109470410A (zh) * 2019-01-14 2019-03-15 北京航空航天大学 对称配重行星轮系动平衡调整装置
CN110943577A (zh) * 2019-12-30 2020-03-31 西安西微智能科技有限公司 一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴
CN213701790U (zh) * 2020-11-10 2021-07-16 井冈山大学 一种便于实现二次动平衡的高速主轴

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0322837U (zh) * 1989-07-12 1991-03-11
RU2064371C1 (ru) * 1992-04-27 1996-07-27 Василий Сергеевич Малышев Шпиндельный узел металлорежущего станка
JPH10225802A (ja) * 1997-02-14 1998-08-25 Okuma Mach Works Ltd 工作機械の主軸装置
WO2013011815A1 (ja) * 2011-07-20 2013-01-24 日本精工株式会社 主軸装置
CN202278490U (zh) * 2011-09-16 2012-06-20 安阳斯普机械有限公司 内置动平衡系统电主轴
CN207521714U (zh) * 2017-10-20 2018-06-22 广州市昊志机电股份有限公司 电主轴及其拉杆机构
CN108871674A (zh) * 2018-09-11 2018-11-23 西安交通大学 一种主轴内置式在线动平衡装置试验台
CN109470410A (zh) * 2019-01-14 2019-03-15 北京航空航天大学 对称配重行星轮系动平衡调整装置
CN110943577A (zh) * 2019-12-30 2020-03-31 西安西微智能科技有限公司 一种低噪斜分数槽紧凑型永磁同步精密磨削电主轴
CN213701790U (zh) * 2020-11-10 2021-07-16 井冈山大学 一种便于实现二次动平衡的高速主轴

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114472940A (zh) * 2022-03-24 2022-05-13 安徽新诺精工股份有限公司 用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构

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