CN113530977A - 一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构；本发明中的包括主轴、节流器、节流器套、固定座、丝杆、底板、供气管、导气管和上盖；主轴采用小长径比的一字型扁轴结构，极大的减小了现有轴系的轴向尺寸，弥补了现有闭式气浮轴系过长，整体体积过大，难以适应小尺寸要求场合的局限；节流器整合轴向和径向的气浮功能，并提供按需选择节流器数量的自由，拓宽了适用场合和领域，使用方式更灵活。

Description

一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构
技术领域
本发明涉及一种气浮轴系结构，尤其是涉及一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构。
背景技术
静压气浮轴系具有无直接接触、摩擦阻力小且近似恒定，环境适应能力强、使用寿命长等优点，被广泛应用于超精密测量、加工装置的旋转机构。
目前，静压气浮轴系依靠径向气浮轴承和止推气浮轴承实现轴向和径向的承载和润滑。要使轴系在轴向和径向两个方向实现闭式气浮结构，最少需要一个径向气浮轴承，和两个止推气浮轴承，若主轴长度过长，为了防止旋转过程中主轴的倾角回转误差过大，则需要增加径向气浮轴承的数量。
综上所述，目前现有的静压气浮轴系由主轴和若干气浮轴承装配组成，对主轴和气浮轴承的加工及装配具有极高的精度要求，且主轴和气浮轴承之间的配合完全由装配决定，无法自行调节。轴系尺寸通常较大。
发明内容
针对背景技术的不足，本发明的目的在于提供一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构，包括主轴、节流器、节流器套、固定座、丝杆、底板、供气管、导气管和上盖；
所述的主轴与多个节流器组共同组成分体式气浮结构，每个节流器组由一个节流器和一个节流器套组成，每个节流器套配备一个固定座；
所述的节流器套与固定座通过滚珠丝杆连接，节流器套嵌有轴承连接丝杆一端，丝杆与固定座组成滚柱丝杆副，用于调节节流器组径向位置，节流器套与底板滑动连接，固定座固定在底板上；
所述的供气管与节流器套相连，由气源提供的压缩气体通过供气管进入轴系；所述的导气管连接供气管和节流器套，并连接节流器和节流器套，给节流器输送压缩气体；
所述的上盖为圆柱形薄壳体，固定在底板上，用于封装整个轴系结构，上盖侧面的开孔用于布置气管；
作为优选，所述的主轴为一字型扁轴，采用小长径比的结构，主轴轴向中间部分为蝶形，蝶形的上下两个面为主轴的气浮面，工作时，主轴气浮面和节流器的内表面之间存在气膜间隙，提供轴向和径向的承载和润滑功能；主轴轴向两端为空心圆柱，端面开有螺纹孔，用于按需连接其他零部件；
作为优选，所述的节流器组，可按需沿主轴圆周均匀布置若干个，一般为3-8个，每个节流器组中的节流器与节流器套通过螺纹连接；
所述的节流器为与主轴同心的一段V形截面的圆环，V形内表面与碟形主轴的气浮面形状相同，V形内表面上下两个面开有节流孔，外表面开有供气孔道；
所述的节流器套为一段与节流器同心的圆环，其径向剖面为“凹”字型，内表面与节流器外圈形状一致，在上下两端面开有螺纹孔，用于与节流器通过螺栓连接；节流器套沿径向和轴向分别开有供气孔，轴向供气孔道用于连接供气管，并将气源提供的压缩气体输送至径向供气孔道，径向供气孔道再通过导气管将压缩气体输送至节流器；节流器套外侧开有轴承槽，通过轴承连接丝杆；
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明中的主轴采用小长径比的一字型扁轴结构，极大的减小了现有轴系的轴向尺寸，弥补了现有闭式气浮轴系过长，整体体积过大，难以适应小尺寸要求场合的局限；
2.本发明中的节流器采用一段V形截面圆环结构，将止推气浮轴承和径向气浮轴承的功能整合，根据不同的使用场合，可以自行选择一定数量的节流器进行装配，实现轴向和径向的闭式气浮功能；适用场合更多，适用领域更广，使用方式更加灵活；
图1是本发明一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构示意图；
图2是本发明的一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构内部示意图；
图3是本发明的主轴示意图；
图4是本发明的节流器组剖面示意图；
图中：1、上盖；2、主轴；3、节流器；4、节流器套；5、固定座；6、丝杆；7、底板；8、供气管；9、导气管；10、主轴碟形上表面；11、主轴碟形下表面；12、主轴端面螺纹孔；13、节流器内表面；14、节流孔；15、节流器供气孔道；16、节流器套螺纹孔；17、节流器套轴向供气孔道；18、节流器套径向供气孔道；19、节流器套轴承槽；
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构，如图1、图2所示，包括主轴2、节流器3、节流器套4、固定座5、丝杆6、底板7、供气管8、导气管9、上盖1；
具体地，主轴2与多个节流器组共同组成分体式气浮结构，每个节流器组由一个节流器3和一个节流器套4组成，每个节流器套4配备一个固定座5；
节流器套4与固定座5通过滚珠丝杆6连接，节流器套4嵌有轴承连接丝杆6一端，丝杆6与固定座5组成滚柱丝杆副，用于调节节流器组径向位置，节流器套4与底板7滑动连接，固定座5固定在底板7上；
供气管8与节流器套4相连，由气源提供的压缩气体通过供气管8进入轴系；所述的导气管9连接供气管8和节流器套4，并连接节流器3和节流器套4，给节流器3输送压缩气体；
上盖1为圆柱形薄壳体，固定在底板7上，用于封装整个轴系结构，上盖侧面的开孔用于布置气管；
主轴2如图3所示，为一字型扁轴，采用小长径比的结构，主轴2轴向中间部分为蝶形，蝶形的上下两个面10、11为主轴1的气浮面，工作时，主轴气浮面10、11和节流器内表面之间存在气膜间隙，提供轴向和径向的承载和润滑功能；主轴轴向两端为空心圆柱，端面开有螺纹孔12，用于连接其他零部件；
节流器组如图4所示，可按需沿主轴圆周均匀布置若干个，一般为3-8个，每个节流器组中的节流器3与节流器套4通过螺纹连接；
具体的，节流器3为与主轴2同心的一段V形截面的圆环，V形内表面13与碟形主轴1的气浮面10、11形状相同，V形内表面上下两个面开有节流孔14，外表面开有供气孔道15；
节流器套4为一段与节流器3同心的圆环，其径向剖面为“凹”字型，内表面与节流器3外圈形状一致，在上下两端面开有螺纹孔16，用于与节流器3通过螺栓连接；节流器套4沿轴向和径向分别开有供气孔17、18，轴向供气孔道17用于连接导气管9，并将气源提供的压缩气体输送至径向供气孔道18，径向供气孔道18再通过导气管9将压缩气体输送至节流器3；节流器套4外侧开有轴承槽19，通过轴承连接丝杆6；
本实施例中，一字型分体式扁轴气浮结构采用六分体方案，六个节流器组沿主轴2圆周间隔60°均匀布置，六个滚柱丝杆副分别对应六个节流器组，每个气浮组与其对应的滚珠丝杆副共线，旋转丝杆6可调整节流器3沿轴系径向的位置，获得合适的气膜厚度；气源提供的压缩气体由供气管8引导进入轴系，并通过导气管9到达各节流器套，再由连接节流器和节流器套的导气管9送至各节流器，经过节流孔形成气膜，将主轴2浮起，对其起到承载和润滑的作用；
以上所述，仅是本发明的较佳实施案例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构，其特征在于：包括主轴、节流器、节流器套、固定座、丝杆、底板、供气管、导气管和上盖；
所述的主轴与多个节流器组共同组成分体式气浮结构，每个节流器组由一个节流器和一个节流器套组成，每个节流器套配备一个固定座；
所述的节流器套与固定座通过滚珠丝杆连接，节流器套嵌有轴承连接丝杆一端，丝杆与固定座组成滚柱丝杆副，用于调节节流器组径向位置，节流器套与底板滑动连接，固定座固定在底板上；
所述的供气管与节流器套相连，由气源提供的压缩气体通过供气管进入轴系；所述的导气管连接供气管和节流器套，并连接节流器和节流器套，给节流器输送压缩气体；
所述的上盖为圆柱形薄壳体，固定在底板上，用于封装整个轴系结构，上盖侧面的开孔用于布置气管。
2.根据权利要求1所述的一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构，其特征在于：所述的主轴为一字型扁轴，采用小长径比的结构，主轴轴向中间部分为碟形，碟形的上下两个面为主轴的气浮面，工作时，主轴气浮面和节流器的内表面之间存在气膜间隙，提供轴向和径向的承载和润滑功能；主轴轴向两端为空心圆柱，端面开有螺纹孔，用于按需连接其他零部件。
3.根据权利要求1所述的一种一字型分体式扁轴气浮轴系结构，其特征在于：所述的节流器组，可按需沿主轴圆周均匀布置若干个，一般为3-8个，每个节流器组中的节流器与节流器套通过螺纹连接；
所述的节流器为与主轴同心的一段V形截面的圆环，V形内表面与碟形主轴的气浮面形状相同，V形内表面上下两个面开有节流孔，外表面开有供气孔道；
所述的节流器套为一段与节流器同心的圆环，其径向剖面为“凹”字型，内表面与节流器外圈形状一致，在上下两端面开有螺纹孔，用于与节流器通过螺栓连接；节流器套沿径向和轴向分别开有供气孔，轴向供气孔道用于连接供气管，并将气源提供的压缩气体输送至径向供气孔道，径向供气孔道再通过导气管将压缩气体输送至节流器；节流器套外侧开有轴承槽，通过轴承连接丝杆。
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