CN113124055A - 基于径向密珠吸载的气浮止推轴承 - Google Patents

基于径向密珠吸载的气浮止推轴承 Download PDF

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Abstract

基于径向密珠吸载的气浮止推轴承属于气体轴承与气体润滑技术领域。该装置包括气浮轴、气浮套、止推板和吸载装置，气浮轴呈T型，气浮轴与止推板安装在气浮套的两侧，且与气浮套间隙配合。利用气浮轴承提高回转精度，降低轴承的端部跳动，同时利用密珠轴系提高径向刚度和主轴的整体稳定性。本发明将密珠轴系与气浮轴承技术相结合，并提出一种基于径向密珠吸载的气浮止推轴承，达到了兼顾轴承精度和承载的目的。

Description

基于径向密珠吸载的气浮止推轴承
技术领域
本发明涉及一种气浮止推轴承，特别涉及一种基于径向密珠吸载的气浮止推轴承。
背景技术
静压气浮轴承因其长寿命、高精度、低功耗、阻尼特性好、速度范围宽和便于加工等显著优点,在精密及超精密工程、微细工程、空间技术、航空航天医疗器械以及核能工程等领域有着重要应用。为此,众多学者对其进行了不辍研究,以期实现轴承性能的优化与提高。
专利CN200810209792.8“一种多孔质气体静压止推轴承”、专利CN201810910337.4“一种真空吸附型多孔质气体静压止推轴承”中均描述了以多孔质为材料的气浮轴承，在一定程度上提高了轴承的承载特性，但没有解决多孔质材料本身易于堵塞的问题。而本发明详细描述了一种基于外环共面吸载的气浮止推轴承，从增加吸载结构的角度设计新型的止推轴承，避免了多孔质材料本身易于堵塞导致承载性能下降的问题。
专利CN 201620829583.3“一种真空吸载板模组”提出了一种基于真空吸附技术的支撑装置，将柔性电路板防放置于吸气架上，特别设计的锯齿结构配合限位销的结构，使得柔性线路板贴合与上盖上，加工时保证线路板平整，提高成品率。该项技术主要针对易变形的“薄板”类负载的支撑装置，不能实现提高精度和增大负载的目的。
专利CN201821164581.2“振动式球体吸载装置”采用了真空吸力吸取贮球池内锡球的方法，使球池盒周遭空气会由进气通道经透气孔被抽入贮球池内，而产生由透气孔往上模座方向吹送的纵向气流，另外借由纵向气流将锡球往上模座方向吹送，可进一步提高上模座吸附锡球效率。该项技术采用真空负压技术，来抵消重力，在一定程度上起到了增大负载的作用，但该技术不适用于具有回转精度要求的轴承结构。
现有的气浮轴承技术精度高但往往承载性能不佳，而密珠轴系的精度低但具有优异的承载性能。因此，本发明将密珠轴系与气浮轴承技术相结合，利用气浮轴承提高回转精度，降低轴承的端部跳动，同时利用密珠轴系提高径向刚度和主轴的整体稳定性，提出基于径向密珠吸载的气浮止推轴承，达到了兼顾轴承精度和承载性能的目的。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的气浮轴承技术精度高但往往承载性能不佳的问题，将密珠轴系与气浮轴承技术相结合，降低轴承端部跳动，同时利用密珠轴系提高径向刚度，达到了兼顾轴承精度和承载的目的。
上述目的通过以下的技术方案实现：
基于径向密珠吸载的气浮止推轴承，包括气浮轴、气浮套、止推板和吸载装置，其中气浮轴呈T型，气浮轴气浮轴与止推板安装在气浮套的两侧，且与气浮套间隙配合，气浮套上安装有若干个节流器，节流器的安装方向为垂向；吸载装置沿周向安装在气浮套上，且分布在轴向的节流器的内侧；吸载装置的具体结构如下；
吸载装置包括压套、钢球、保持架，气浮套的内部加工有一级台阶和二级台阶，保持架安装在气浮套内部并由二级台阶定位，保持架上加工有安装孔,钢球安装在安装孔内，钢球位于气浮轴与气浮套之间并使二者过盈配合，压套安装在一级台阶内部对保持架进行锁紧。
基于径向密珠吸载的气浮止推轴承的气浮轴的径向支撑力由吸载装置提供，而轴向支撑力由节流器提供。
基于径向密珠吸载的气浮止推轴承的吸载装置可采用分段结构或连续结构，但都需要压套进行预紧。
本发明采用上述结构，具有以下特点及有益效果：
1、本发明装置将密珠轴系与气浮轴承技术相结合，利用气浮轴承提高回转精度，降低轴承的端部跳动，同时利用密珠轴系提高径向刚度和主轴的整体稳定性，提出基于径向密珠吸载的气浮止推轴承，达到了兼顾轴承精度和承载性能的目的。
2、本发明装置解决了气浮主轴径向刚度低和整体稳定性差的普遍问题，提出相应了密珠吸载结构。形成气浮支撑与密珠支撑相结合的效果，并提升其承载特性。
附图说明
图1为基于径向密珠吸载的气浮止推轴承的三维剖视图；
图2为基于径向密珠吸载的气浮止推轴承的局部剖面图；
图3为气浮套；
图4为带保持架的气浮轴；
图中：1、气浮轴；2、气浮套；3、止推板；4、吸载装置；5、节流器；6、压套；7、钢球；8、保持架；9、一级台阶；10、二级台阶；11、安装孔。
具体实施方式
为使本发明的技术手段、创作特征、达成目标与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1，基于径向密珠吸载的气浮止推轴承，包括气浮轴1、气浮套2、止推板3和吸载装置4，其中气浮轴1呈T型，气浮轴1与止推板3安装在气浮套2的两侧，且与气浮套2间隙配合。
参照图2和图3，气浮套(2)上安装有若干个节流器(5)，节流器(5)的安装方向为垂向；吸载装置(4)沿周向安装在气浮套(2)上，且分布在轴向的节流器(5)的内侧；吸载装置(4)的具体结构如下；吸载装置(4)包括压套(6)、钢球(7)、保持架(8)，气浮套(2)的内部加工有一级台阶(9)和二级台阶(10)，保持架(8)安装在气浮套(2)内部并由二级台阶(10)定位，保持架(8)上加工有安装孔(9),钢球(7)安装在安装孔(11)内，钢球(7)位于气浮轴(1)与气浮套(2)之间并使二者过盈配合，压套(6)安装在一级台阶(9)内部对保持架(8)进行锁紧。基于径向密珠吸载的气浮止推轴承的气浮轴的径向支撑力由吸载装置4提供，而轴向支撑力由节流器5提供。
参照图1和图4，基于径向密珠吸载的气浮止推轴承的吸载装置4可采用分段结构或连续结构，但都需要压套6进行预紧。
以上显示和描述了本发明的基本原理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的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明的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的范围内。本发明要求保护范围由所附属的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.基于径向密珠吸载的气浮止推轴承，包括气浮轴(1)、气浮套(2)、止推板(3)和吸载装置(4)，其中气浮轴(1)呈T型，气浮轴(1)与止推板(3)安装在气浮套(2)的两侧，且与气浮套(2)间隙配合，其特征在于：气浮套(2)上安装有若干个节流器(5)，节流器(5)的安装方向为垂向；吸载装置(4)沿周向安装在气浮套(2)上，且分布在轴向的节流器(5)的内侧；吸载装置(4)的具体结构如下；
吸载装置(4)包括压套(6)、钢球(7)、保持架(8)，气浮套(2)的内部加工有一级台阶(9)和二级台阶(10)，保持架(8)安装在气浮套(2)内部并由二级台阶(10)定位，保持架(8)上加工有安装孔(9),钢球(7)安装在安装孔(11)内，钢球(7)位于气浮轴(1)与气浮套(2)之间并使二者过盈配合，压套(6)安装在一级台阶(9)内部对保持架(8)进行锁紧。
2.根据权利要求1所述的基于径向密珠吸载的气浮止推轴承，其特征在于：该装置的气浮轴(1)的径向支撑力由吸载装置(4)提供，而轴向支撑力由节流器(5)提供。
3.根据权利要求1所述的基于径向密珠吸载的气浮止推轴承，其特征在于：吸载装置(4)可采用分段结构或连续结构，但都需要压套(6)进行预紧。
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