CN1651781A - 双特征复合节流静压气体球面轴承 - Google Patents

Abstract

本发明“双特征复合节流静压气体球面轴承”涉及一种高刚度、大载荷超精密静压气体球面轴承，在球面轴承工作面上，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球面轴承提高30％以上，轴承刚度比传统静压气浮球面轴承提高15％以上。

Description

双特征复合节流静压气体球面轴承

技术领域

本发明涉及一种静压气体球面轴承，尤其是超精密、大刚度、大载荷气体球面轴承。

背景技术

目前，工程中使用的静压气体球面轴承，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，这些种类的静压气体球面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。(刘暾刘育华陈世杰.《静压气体润滑》，1990年，哈尔滨工业大学出版社.)。

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、高承载能力的双特征复合节流静压气体球面轴承。

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。

所述的工作面是外球面。

所述的工作面是内球面。

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扇形。

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或扇形槽。

所述的静压气浮供气点是具有节流作用的孔。

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球面轴承提高30％以上。

(2)轴承刚度比传统静压气浮球面轴承提高15％以上。

附图说明

附图1是在球面轴承工作面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外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽2，表面节流沟槽2与相应均压腔4相通的内球面示意图，箭头5为附图2的投影方向。

附图2是附图1中球面轴承工作面1沿箭头5方向的投影示意图。

附图3是在球面轴承工作面6上静压气浮供气点8单排布置，以静压气浮供气点8为中心，加工有圆形均压腔9，均压腔9外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽7，表面节流沟槽7与相应均压腔9相通的外球面示意图，箭头10为附图4的投影方向。

附图4是附图3中球面轴承工作面6沿箭头10方向的投影示意图。

附图5是在球面轴承工作面11上静压气浮供气点13单排布置，以静压气浮供气点13为中心，加工有扇形均压腔14，均压腔14外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽12，表面节流沟槽12与相应均压腔14相通的内球面示意图，箭头15为附图6的投影方向。

附图6是附图5中球面轴承工作面11沿箭头15方向的投影示意图。

附图7是在球面轴承工作面16上静压气浮供气点18单排布置，以静压气浮供气点18为中心，加工有扇形均压腔19，均压腔19外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽17，表面节流沟槽17与相应均压腔19相通的外球面示意图，箭头20为附图8的投影方向。

附图8是附图7中球面轴承工作面16沿箭头20方向的投影示意图。

附图9是在球面轴承工作面21上静压气浮供气点23单排布置，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外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽22，表面节流沟槽22与相应均压腔24相通的内球面示意图，箭头25为附图10的投影方向。

附图10是附图9中球面轴承工作面21沿箭头25方向的投影示意图。

附图11是在球面轴承工作面26上静压气浮供气点28单排布置，以静压气浮供气点28为中心，加工有圆形均压腔29，均压腔29外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽27，表面节流沟槽27与相应均压腔29相通的外球面示意图，箭头30为附图12的投影方向。

附图12是附图11中球面轴承工作面26沿箭头30方向的投影示意图。

附图13是在球面轴承工作面31上静压气浮供气点33单排布置，以静压气浮供气点33为中心，加工有扇形均压腔34，均压腔34外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽32，表面节流沟槽32与相应均压腔34相通的内球面示意图，箭头35为附图14的投影方向。

附图14是附图13中球面轴承工作面31沿箭头35方向的投影示意图。

附图15是在球面轴承工作面36上静压气浮供气点38单排布置，以静压气浮供气点38为中心，加工有扇形均压腔39，均压腔39外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽37，表面节流沟槽37与相应均压腔39相通的外球面示意图，箭头40为附图16的投影方向。

附图16是附图15中球面轴承工作面36沿箭头40方向的投影示意图。

附图17是在球面轴承工作面41上静压气浮供气点43双排布置，以静压气浮供气点43为中心，加工有圆形均压腔44，均压腔44外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽42，表面节流沟槽42与相应均压腔44相通的内球面示意图，箭头45为附图18的投影方向。

附图18是附图17中球面轴承工作面41沿箭头45方向的投影示意图。

附图19是在球面轴承工作面46上静压气浮供气点48双排布置，以静压气浮供气点48为中心，加工有圆形均压腔49，均压腔49外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽47，表面节流沟槽47与相应均压腔49相通的外球面示意图，箭头50为附图20的投影方向。

附图20是附图19中球面轴承工作面46沿箭头50方向的投影示意图。

附图21是在球面轴承工作面51上静压气浮供气点53双排布置，以静压气浮供气点53为中心，加工有扇形均压腔54，均压腔54外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽52，表面节流沟槽52与相应均压腔54相通的内球面示意图，箭头55为附图22的投影方向。

附图22是附图21中球面轴承工作面51沿箭头55方向的投影示意图。

附图23是在球面轴承工作面56上静压气浮供气点58双排布置，以静压气浮供气点58为中心，加工有扇形均压腔59，均压腔59外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽57，表面节流沟槽57与相应均压腔59相通的外球面示意图，箭头60为附图24的投影方向。

附图24是附图23中球面轴承工作面56沿箭头60方向的投影示意图。

附图25是在球面轴承工作面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，加工有圆形均压腔64，均压腔64外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽62，表面节流沟槽62与相应均压腔64相通的内球面示意图，箭头65为附图26的投影方向。

附图26是附图25中球面轴承工作面61沿箭头65方向的投影示意图。

附图27是在球面轴承工作面66上静压气浮供气点68双排布置，以静压气浮供气点68为中心，加工有圆形均压腔69，均压腔69外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽67，表面节流沟槽67与相应均压腔69相通的外球面示意图，箭头70为附图28的投影方向。

附图28是附图27中球面轴承工作面66沿箭头70方向的投影示意图。

附图29是在球面轴承工作面71上静压气浮供气点73双排布置，以静压气浮供气点73为中心，加工有扇形均压腔74，均压腔74外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽72，表面节流沟槽72与相应均压腔74相通的内球面示意图，箭头75为附图30的投影方向。

附图30是附图29中球面轴承工作面71沿箭头75方向的投影示意图。

附图31是在球面轴承工作面76上静压气浮供气点78双排布置，以静压气浮供气点78为中心，加工有扇形均压腔79，均压腔79外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽77，表面节流沟槽77与相应均压腔79相通的外球面示意图，箭头80为附图32的投影方向。

附图32是附图31中球面轴承工作面76沿箭头80方向的投影示意图。

附图33是静压气浮供气点81是具有节流效应的孔82的示意图。

附图34是静压气浮供气点83是缝隙的示意图。

附图35是静压气浮供气点84是用带有毛细孔的材料85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35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。

所述的工作面是外球面。

所述的工作面是内球面。

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扇形。

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或扇形槽。

所述的静压气浮供气点是具有节流作用的孔82。

所述的静压气浮供气点是缝隙83。

所述的静压气浮供气点是用带有毛细孔材料85填充的孔。

具体实施例：

实施例1：

如附图1所示，在球面轴承工作面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外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽2，表面节流沟槽2与相应均压腔4相通的内球面，配以光滑外球面。

实施例2：

如附图3所示，在球面轴承工作面6上静压气浮供气点8单排布置，以静压气浮供气点8为中心，加工有圆形均压腔9，均压腔9外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽7，表面节流沟槽7与相应均压腔9相通的外球面，配以光滑内球面。

实施例3：

如附图5所示，在球面轴承工作面11上静压气浮供气点13单排布置，以静压气浮供气点13为中心，加工有扇形均压腔14，均压腔14外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽12，表面节流沟槽12与相应均压腔14相通的内球面，配以光滑外球面。

实施例4：

如附图7所示，在球面轴承工作面16上静压气浮供气点18单排布置，以静压气浮供气点18为中心，加工有扇形均压腔19，均压腔19外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽17，表面节流沟槽17与相应均压腔19相通的外球面，配以光滑内球面。

实施例5：

如附图9所示，在球面轴承工作面21上静压气浮供气点23单排布置，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外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽22，表面节流沟槽22与相应均压腔24相通的内球面，配以光滑外球面。

实施例6：

如附图11所示，在球面轴承工作面26上静压气浮供气点28单排布置，以静压气浮供气点28为中心，加工有圆形均压腔29，均压腔29外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽27，表面节流沟槽27与相应均压腔29相通的外球面，配以光滑内球面。

实施例7：

如附图13所示，在球面轴承工作面31上静压气浮供气点33单排布置，以静压气浮供气点33为中心，加工有扇形均压腔34，均压腔34外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽32，表面节流沟槽32与相应均压腔34相通的内球面，配以光滑外球面。

实施例8：

如附图15所示，在球面轴承工作面36上静压气浮供气点38单排布置，以静压气浮供气点38为中心，加工有扇形均压腔39，均压腔39外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽37，表面节流沟槽37与相应均压腔39相通的外球面，配以光滑内球面。

实施例9：

如附图17所示，在球面轴承工作面41上静压气浮供气点43双排布置，以静压气浮供气点43为中心，加工有圆形均压腔44，均压腔44外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽42，表面节流沟槽42与相应均压腔44相通的内球面，配以光滑外球面。

实施例10：

如附图19所示，在球面轴承工作面46上静压气浮供气点48双排布置，以静压气浮供气点48为中心，加工有圆形均压腔49，均压腔49外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽47，表面节流沟槽47与相应均压腔49相通的外球面，配以光滑内球面。

实施例11：

如附图21所示，在球面轴承工作面51上静压气浮供气点53双排布置，以静压气浮供气点53为中心，加工有扇形均压腔54，均压腔54外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽52，表面节流沟槽52与相应均压腔54相通的内球面，配以光滑外球面。

实施例12：

如附图23所示，在球面轴承工作面56上静压气浮供气点58双排布置，以静压气浮供气点58为中心，加工有扇形均压腔59，均压腔59外侧加工有等宽度放射状表面节流沟槽57，表面节流沟槽57与相应均压腔59相通的外球面，配以光滑内球面。

实施例13：

如附图25所示，在球面轴承工作面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，加工有圆形均压腔64，均压腔64外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽62，表面节流沟槽62与相应均压腔64相通的内球面，配以光滑外球面。

实施例14：

如附图27所示，在球面轴承工作面66上静压气浮供气点68双排布置，以静压气浮供气点68为中心，加工有圆形均压腔69，均压腔69外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽67，表面节流沟槽67与相应均压腔69相通的外球面，配以光滑内球面。

实施例15：

如附图29所示，在球面轴承工作面71上静压气浮供气点73双排布置，以静压气浮供气点73为中心，加工有扇形均压腔74，均压腔74外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽72，表面节流沟槽72与相应均压腔74相通的内球面，配以光滑外球面。

实施例16：

如附图31所示，在球面轴承工作面76上静压气浮供气点78双排布置，以静压气浮供气点78为中心，加工有扇形均压腔79，均压腔79外侧加工有不等宽度放射状梯形或扇形表面节流沟槽77，表面节流沟槽77与相应均压腔79相通的外球面，配以光滑内球面。

在实施例1-16中，静压气浮供气点采用具有节流作用的孔82、缝隙83或带有毛细孔材料85填充的孔，均可。

具有节流作用的孔82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)

1.一种静压气体球面轴承，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所述的静压气体球面轴承，其特征是：所述的工作面是外球面。

3.如权力要求1所述的静压气体球面轴承，其特征是：所述的工作面是内球面。

4.如权力要求1所述的静压气体球面轴承，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所述的静压气体球面轴承，其特征是：所述的均压腔为圆形或扇形。

6.如权力要求1所述的静压气体球面轴承，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所述的静压气体球面轴承，其特征是：所述的表面节流沟槽采用不等宽扇形槽。

8.如权力要求1所述的静压气体球面轴承，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所述的静压气体球面轴承，其特征是：所述的静压气浮供气点是缝隙。

10.如权力要求1所述的静压气体球面轴承，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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