CN1270110C - 双特征复合节流静压气体圆柱轴承 - Google Patents

Abstract

本发明“双特征复合节流静压气体圆柱轴承”涉及一种高刚度、大载荷超精密静压气体圆柱轴承，在圆柱轴承工作面上，以静压气浮供气点为中心，加工有均压腔，均压腔外侧加工有放射状表面节流沟槽，表面节流沟槽与相应均压腔相通。轴承承载能力比传统静压气浮圆柱轴承提高30%以上，轴承刚度比传统静压气浮圆柱轴承提高15%以上。

Description

双特征复合节流静压气体圆柱轴承

技术领域

本发明涉及一种静压气体圆柱轴承，尤其是超精密、大刚度、大载荷气体圆柱轴承。

背景技术

目前，工程中使用的静压气体圆柱轴承，仅仅利用外节流静压气浮或表面节流来承受载荷并提供刚度，在实际应用当中常常遇到承载能力低、刚度小、抗干扰能力差的问题，(周恒，刘延柱.《气体动压轴承原理与计算》，化学工业出版社，1981年；《机械设计手册》第二卷第七篇-气体润滑轴承.2002年第四版，化学工业出版社.；《机械设计手册》第四卷第四十篇第九章-气体轴承.2003年第二版，机械工业出版社.)。这些种类的静压气体圆柱轴承没有充分利用复合节流效应，从而不能提供大的承载能力和刚度，并且抗干扰能力差、回转精度难于提高

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种高刚度、高承载能力的复合节流静压气体圆柱轴承。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是在轴承工作面上，以静压气浮供气点为中心，加工有均压腔，均压腔外侧加工有放射状表面节流沟槽，表面节流沟槽与相应均压腔相通。

所述的工作面是外圆柱。

所述的工作面是内圆柱。

所述的静压气浮供气点单排布置或双排布置。

所述的均压腔为圆形或矩形。

所述的表面节流沟槽采用等宽直槽。

所述的表面节流沟槽采用不等宽梯形槽。

所述的静压气浮供气点是具有节流效应的孔。

所述的静压气浮供气点是缝隙。

所述的静压气浮供气点是用带有毛细孔材料填充的孔。

本发明的优点

(1)轴承承载能力比传统静压气浮圆柱轴承提高30％以上。

(2)轴承刚度比传统静压气浮圆柱轴承提高15％以上。

附图说明

附图1是在圆柱轴承工作面1上静压气浮供气点3单排布置，以静压气浮供气点3为中心，加工有圆形均压腔4，均压腔4外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽2，表面节流沟槽2与相应均压腔4相通的内圆柱面示意图。

附图2是在圆柱轴承工作面5上静压气浮供气点7单排布置，以静压气浮供气点7为中心，加工有圆形均压腔8，均压腔8外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽6，表面节流沟槽6与相应均压腔8相通的外圆柱面示意图。

附图3是在圆柱轴承工作面9上静压气浮供气点11单排布置，以静压气浮供气点11为中心，加工有矩形均压腔12，均压腔12外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽10，表面节流沟槽10与相应均压腔12相通的内圆柱面示意图。

附图4是在圆柱轴承工作面13上静压气浮供气点15单排布置，以静压气浮供气点15为中心，加工有矩形均压腔16，均压腔16外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽14，表面节流沟槽14与相应均压腔16相通的外圆柱面示意图。

附图5是在圆柱轴承工作面17上静压气浮供气点19双排布置，以静压气浮供气点19为中心，加工有圆形均压腔20，均压腔20外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽18，表面节流沟槽18与相应均压腔20相通的内圆柱面示意图。

附图6是在圆柱轴承工作面21上静压气浮供气点23双排布置，以静压气浮供气点23为中心，加工有圆形均压腔24，均压腔24外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽22，表面节流沟槽22与相应均压腔24相通的外圆柱面示意图。

附图7是在圆柱轴承工作面25上静压气浮供气点27双排布置，以静压气浮供气点27为中心，加工有矩形均压腔28，均压腔28外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽26，表面节流沟槽26与相应均压腔28相通的内圆柱面示意图。

附图8是在圆柱轴承工作面29上静压气浮供气点31双排布置，以静压气浮供气点31为中心，加工有矩形均压腔32，均压腔32外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽30，表面节流沟槽30与相应均压腔32相通的外圆柱面示意图。

附图9是在圆柱轴承工作面33上静压气浮供气点35单排布置，以静压气浮供气点35为中心，加工有圆形均压腔36，均压腔36外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽34，表面节流沟槽34与相应均压腔36相通的内圆柱面示意图。

附图10是在圆柱轴承工作面37上静压气浮供气点39单排布置，以静压气浮供气点37为中心，加工有圆形均压腔40，均压腔40外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽38，表面节流沟槽38与相应均压腔40相通的外圆柱面示意图。

附图11是在圆柱轴承工作面41上静压气浮供气点43单排布置，以静压气浮供气点43为中心，加工有矩形均压腔44，均压腔44外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽42，表面节流沟槽42与相应均压腔44相通的内圆柱面示意图。

附图12是在圆柱轴承工作面45上静压气浮供气点47单排布置，以静压气浮供气点47为中心，加工有矩形均压腔48，均压腔48外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽46，表面节流沟槽46与相应均压腔48相通的外圆柱面示意图。

附图13是在圆柱轴承工作面49上静压气浮供气点51双排布置，以静压气浮供气点51为中心，加工有圆形均压腔52，均压腔52外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽50，表面节流沟槽50与相应均压腔52相通的内圆柱面示意图。

附图14是在圆柱轴承工作面53上静压气浮供气点55双排布置，以静压气浮供气点55为中心，加工有圆形均压腔56，均压腔56外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽54，表面节流沟槽54与相应均压腔56相通的外圆柱面示意图。

附图15是在圆柱轴承工作面57上静压气浮供气点59双排布置，以静压气浮供气点59为中心，加工有矩形均压腔60，均压腔60外侧加工有放射状不等宽度的扇形或矩形表面节流沟槽58，表面节流沟槽58与相应均压腔60相通的内圆柱面示意图。

附图16是在圆柱轴承工作面61上静压气浮供气点63双排布置，以静压气浮供气点63为中心，加工有矩形均压腔64，均压腔64外侧加工有放射状不等宽度的扇形或矩形表面节流沟槽62，表面节流沟槽62与相应均压腔64相通的外圆柱面示意图。

附图17是静压气浮供气点65是具有节流效应的孔66的示意图。

附图18是静压气浮供气点是缝隙67的示意图。

附图19是静压气浮供气点68是用带有毛细孔的材料69填充的孔的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

由图1-图19可知，本发明是：在轴承工作面上，以静压气浮供气点为中心，加工有均压腔，均压腔外侧加工有放射状表面节流沟槽，表面节流沟槽与相应均压腔相通。

所述的工作面是外圆柱。

所述的工作面是内圆柱。

所述的静压气浮供气点单排布置或双排布置。

所述的均压腔为圆形或矩形。

所述的表面节流沟槽采用等宽直槽。

所述的表面节流沟槽采用不等宽梯形槽。

所述的静压气浮供气点是具有节流效应的孔66。

所述的静压气浮供气点是缝隙67。

所述的静压气浮供气点是用带有毛细孔材料填充69的孔。

具体实施例：

实施例1：

如附图1所示，在圆柱轴承工作面1上静压气浮供气点3单排布置，以静压气浮供气点3为中心，加工有圆形均压腔4，均压腔4外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽2，表面节流沟槽2与相应均压腔4相通的内圆柱面，配以光滑外圆柱面。

实施例2：

如附图2所示，在圆柱轴承工作面5上静压气浮供气点7单排布置，以静压气浮供气点7为中心，加工有圆形均压腔8，均压腔8外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽6，表面节流沟槽6与相应均压腔8相通的外圆柱面，配以光滑内圆柱面。

实施例3：

如附图3所示，在圆柱轴承工作面9上静压气浮供气点11单排布置，以静压气浮供气点11为中心，加工有矩形均压腔12，均压腔12外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽10，表面节流沟槽10与相应均压腔12相通的内圆柱面，配以光滑外圆柱面。

实施例4：

如附图4所示，在圆柱轴承工作面13上静压气浮供气点15单排布置，以静压气浮供气点15为中心，加工有矩形均压腔16，均压腔16外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽14，表面节流沟槽14与相应均压腔16相通的外圆柱面，配以光滑内圆柱面。

实施例5：

如附图5所示，在圆柱轴承工作面17上静压气浮供气点19双排布置，以静压气浮供气点19为中心，加工有圆形均压腔20，均压腔20外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽18，表面节流沟槽18与相应均压腔20相通的内圆柱面，配以光滑外圆柱面。

实施例6：

如附图6所示，在圆柱轴承工作面21上静压气浮供气点23双排布置，以静压气浮供气点23为中心，加工有圆形均压腔24，均压腔24外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽22，表面节流沟槽22与相应均压腔24相通的外圆柱面，配以光滑内圆柱面。

实施例7：

如附图7所示，在圆柱轴承工作面25上静压气浮供气点27双排布置，以静压气浮供气点27为中心，加工有矩形均压腔28，均压腔28外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽26，表面节流沟槽26与相应均压腔28相通的内圆柱面，配以光滑外圆柱面。

实施例8：

如附图8所示，在圆柱轴承工作面29上静压气浮供气点31双排布置，以静压气浮供气点31为中心，加工有矩形均压腔32，均压腔32外侧加工有放射状等宽度表面节流沟槽30，表面节流沟槽30与相应均压腔32相通的外圆柱面，配以光滑内圆柱面。

实施例9：

如附图9所示，在圆柱轴承工作面33上静压气浮供气点35单排布置，以静压气浮供气点35为中心，加工有圆形均压腔36，均压腔36外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽34，表面节流沟槽34与相应均压腔36相通的内圆柱面，配以光滑外圆柱面。

实施例10：

如附图10所示，在圆柱轴承工作面37上静压气浮供气点39单排布置，以静压气浮供气点37为中心，加工有圆形均压腔40，均压腔40外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽38，表面节流沟槽38与相应均压腔40相通的外圆柱面，配以光滑内圆柱面。

实施例11：

如附图11所示，在圆柱轴承工作面41上静压气浮供气点43单排布置，以静压气浮供气点43为中心，加工有矩形均压腔44，均压腔44外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽42，表面节流沟槽42与相应均压腔44相通的内圆柱面，配以光滑外圆柱面。

实施例12：

如附图12所示，在圆柱轴承工作面45上静压气浮供气点47单排布置，以静压气浮供气点47为中心，加工有矩形均压腔48，均压腔48外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽46，表面节流沟槽46与相应均压腔48相通的外圆柱面，配以光滑内圆柱面。

实施例13：

如附图13所示，在圆柱轴承工作面49上静压气浮供气点51双排布置，以静压气浮供气点51为中心，加工有圆形均压腔52，均压腔52外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽50，表面节流沟槽50与相应均压腔52相通的内圆柱面，配以光滑外圆柱面。

实施例14：

如附图14所示，在圆柱轴承工作面53上静压气浮供气点55双排布置，以静压气浮供气点55为中心，加工有圆形均压腔56，均压腔56外侧加工有放射状不等宽度的扇形或梯形表面节流沟槽54，表面节流沟槽54与相应均压腔56相通的外圆柱面，配以光滑内圆柱面。

实施例15：

如附图15所示，在圆柱轴承工作面57上静压气浮供气点59双排布置，以静压气浮供气点59为中心，加工有矩形均压腔60，均压腔60外侧加工有放射状不等宽度的扇形或矩形表面节流沟槽58，表面节流沟槽58与相应均压腔60相通的内圆柱面，配以光滑外圆柱面。

实施例16：

如附图16所示，在圆柱轴承工作面61上静压气浮供气点63双排布置，以静压气浮供气点63为中心，加工有矩形均压腔64，均压腔64外侧加工有放射状不等宽度的扇形或矩形表面节流沟槽62，表面节流沟槽62与相应均压腔64相通的外圆柱面，配以光滑内圆柱面。

在实施例1-16中，静压气浮供气点采用具有节流作用的孔66、缝隙67或带有毛细孔材料69填充的孔，均可。

具有节流作用的孔66主要指直径小于0.3毫米的节流小孔；当小孔直径大于0.3毫米时，外节流作用显著减弱；当小孔直径大于0.5毫米时，外节流作用基本消失，此时该轴承已经演化成传统的表面节流轴承。

表面节流沟槽横截面可以采用矩形、三角形、梯形或半圆形等。

Claims (10)

1.一种静压气体圆柱轴承，其特征是：在轴承工作面上，以静压气浮供气点为中心，加工有均压腔，均压腔外侧加工有放射状表面节流沟槽，表面节流沟槽与相应均压腔相通。

2.如权力要求1所述的静压气体圆柱轴承，其特征是：所述的工作面是外圆柱。

3.如权力要求1所述的静压气体圆柱轴承，其特征是：所述的工作面是内圆柱。

4.如权力要求1所述的静压气体圆柱轴承，其特征是：所述的静压气浮供气点单排布置或双排布置。

5.如权力要求1所述的静压气体圆柱轴承，其特征是：所述的均压腔为圆形或矩形。

6.如权力要求1所述的静压气体圆柱轴承，其特征是：所述的表面节流沟槽采用等宽直槽。

7.如权力要求1所述的静压气体圆柱轴承，其特征是：所述的表面节流沟槽采用不等宽梯形或扇形槽。

8.如权力要求1所述的静压气体圆柱轴承，其特征是：所述的静压气浮供气点是具有节流效应的孔。

9.如权力要求1所述的静压气体圆柱轴承，其特征是：所述的静压气浮供气点是缝隙。

10.如权力要求1所述的静压气体圆柱轴承，其特征是：所述的静压气浮供气点是用带有毛细孔材料填充的孔。

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