CN201043569Y - 流体静压主轴轴承组 - Google Patents

Abstract

本新型为一种流体静压主轴轴承组，其是于机台的主轴座内装设一可拆卸且两端开放的圆筒，此圆筒内部的两端分别装设一复合材料轴承以供主轴穿设，该各复合材料轴承内部装设若干蓄压槽，且该各蓄压槽内装设一压力感应器及一喷嘴，该各喷嘴又分别以一流道与一压差平衡增压器连接，该各压力感应器又与该各压差平衡增压器控制连接；且本新型具有安装维修方便、精密度高、提升主轴使用寿命以及使主轴维持高真圆度精密运转等优点。

Description

流体静压主轴轴承组

技术领域

本发明为一种轴承，特别是指一种流体静压主轴轴承组。

背景技术

针对各式传统磨床及其它相关工作机台而言，由于传统式轴承(例如滚珠轴承)与工作主轴仍以接触式的方式作结合，因此在工作主轴长时间高速运转下，容易因摩擦而产生高热，热量一部份传递至轴承，一部份会传递至主轴，当两者皆因温升而产生热膨胀的情况时，就会造成工作主轴咬死的状况，不仅工作主轴与轴承会因此而损坏，对整体机台的其它周边相关机件也会造成影响。近几年来，由于产业技术的提升，各式新型动压轴承或是所谓的动静压(混压)轴承陆续被应用在各式磨床及其它工作母机上。但此类动压或混压轴承多半仍是以全接触或半接触的方式来结合工作主轴与轴承，虽然多了油品的润滑可增加工作主轴与轴承间的流畅性并减少部分的摩擦热，但在长时间的运转情况下，依然会产生一定程度的摩擦热，再者，这类的动压或混压轴承与工作主轴间均存在一极微小的间隙(小于1μm)以使油膜分布于工作主轴与轴承间，但此微小间隙容易在使用者操作一段时间后，其原先设计的动压效果会因不同的温升所产生的工作温度而造成极不稳定的状况，例如工作主轴运转一段时间后，停机一会后再重新运转，所研磨或加工的工件尺寸精度即会有所偏差。此外，最近业界也研发出不同种类的液静压轴承，但其加工状态仍只适合在轻负载、轻切削加工的情况(例如制程中最后一道的抛光过程)，无法同时胜任轻、重切削的任务，因此在应用上仍有其一定的限制；由此可见，上述现有的物品仍有许多缺失，并非一优良的设计，仍有相当大改善的空间。

新型内容

本新型的目的在于提供一种流体静压主轴轴承组。

为了实现上述目的，本新型采用的技术方案为：

一种流体静压主轴轴承组，其可拆卸地组装于一机台的主轴座内，包含：

一圆筒，可拆卸地组装于该主轴座内，且该圆筒两端开放；以及

二复合材料轴承，分别组装于该圆筒内部两端，且该各复合材料轴承内装设若干蓄压槽，该各蓄压槽内又装设一压力感应器及一喷嘴，该各喷嘴经由一流道与一压差平衡增压器连接，该各压力感应器又分别与该各压差平衡增压器控制连接。

本新型中所述的各复合材料轴承内蓄压槽的压力感应器分别经由一控制器与该各压差平衡增压器控制连结。

本新型中所述的流体静压主轴轴承组，以一主轴穿设于该二复合材料轴承中，并由该各压差平衡增压器将流体经该各流道而从该各喷嘴喷出至该各蓄压槽内，使流体流至该各复合材料轴承与该主轴之间而形成一密闭高压薄膜。

所述的流体为液体或气体。

所述的圆筒的导热系数为小于50W/mk。

所述的各复合材料轴承的材质为复合陶瓷，且导热系数范围为25至32W/mk。

一种流体静压主轴轴承组，是于机台的主轴座内装设一可拆卸且两端开放的圆筒，此圆筒使用低导热系数材质制造，导热系数小于50W/mk，该圆筒内部两端分别装设一复合材料轴承以供主轴穿设，该各复合材料轴承的材质为复合陶瓷，导热系数范围为25至32W/mk，且该各复合材料轴承内部装设若干蓄压槽，该各蓄压槽内装设一压力感应器，该各蓄压槽内并装设一喷嘴，该各喷嘴又以一流道与一压差平衡增压器连接，该各压差平衡增压器并与该各压力感应器控制连接；

该各压差平衡增压器将流体通过该各流道由该各喷嘴喷出，并将流体充满该各蓄压槽，该各复合材料轴承与该主轴的间隙便形成一密闭高压薄膜，而此高压薄膜即可包覆该主轴并使其悬浮于该各复合材料轴承的间隙中进行旋转。

而本新型流体静压主轴轴承组，在组装上只要将各组件组装完毕，再把该圆筒置入该主轴座即可，能相对减少安装程序并节省工时，还有维修方便的优点；

而该圆筒的低导热系数可降低与该主轴座间的热传导，且该二复合材料轴承为同轴组装于该圆筒内，故可提高该二复合材料轴承的同心精度；

又该二复合材料轴承由复合陶瓷制作的特性还可阻隔与该主轴间的热传导，该各复合材料轴承内蓄压槽的压力感应器还可经由一控制器与该各压差平衡增压器控制连结，并以该控制器控制该各压力感应器对该各蓄压槽进行压力监控，并在主轴不同负载与切削的情况下由该控制器控制该些压差平衡增压器驱动该各喷嘴进行压力的调整，可使主轴维持高真圆度的精密运转，并且不易与复合材料轴承产生磨擦而产生温升，更可确保主轴的使用寿命及精度。

附图说明

图1 本新型实施例与主轴配合的示意图。

图2 本新型实施例与主轴配合的另一视角示意图。

【主要组件符号说明】

主轴座1         圆筒2                复合材料轴承3

蓄压槽4         压力感应器5          喷嘴6

流道7           压差平衡增压器8      主轴9

具体实施方式

本新型流体静压主轴轴承组，实施例如图1及图2所示，组装于一具主轴座1的机台(图中未式)上，其包含：

一圆筒2，可拆卸地装设于该主轴座1内，且该圆筒2两端开放，并使用低导热系数材质制造，导热系数为50W/mk，而导热系数的单位W/mk中，W为瓦特、m为公尺、k为绝对温度；以及

二复合材料轴承3，组装于该圆筒2内部两端，其材质为复合陶瓷，热传导系数范围为25至32W/mk，且该各复合材料轴承3内装设若干蓄压槽4，该各蓄压槽4内又装设一压力感应器5及一喷嘴6，该各喷嘴6经由一流道7与一压差平衡增压器8连接，该各压力感应器5又分别与该各压差平衡增压器8控制连接，而该各压差平衡增压器8还可装在该主轴座1上。

将一主轴9穿设于该二复合材料轴承3内后，把流体由该各压差平衡增压器8增压，再经该各流道7从该各喷嘴6喷出至该各蓄压槽4，使该各蓄压槽4中充满流体，且流体又会流至该各复合材料轴承3与该主轴9之间，使该各复合材料轴承3与该主轴9的间隙形成一密闭高压薄膜，且此高压薄膜包覆该主轴9并使其悬浮于该各复合材料轴承3的间隙中进行旋转，而此流体可为气体或液体。

由前述可知，本新型流体静压主轴轴承组中，该圆筒2为可拆卸地组装在该主轴座1内，所以组装时相当方便，只要将各组件组配完备后，再将该圆筒2组装在该主轴座1内即可，能相对减少安装程序以节省工时，且维修保养时也相当方便，只要拆卸该圆筒2并针对其进行维修保养即可，若有备用的轴承组还可直接组装于该主轴座1内替换使用，更加便利；

且该圆筒2为低导热系数的材质所制作，所以热能不易经由该圆筒2进行传导，便可降低与该主轴座1间的热传导，防止热能由该圆筒2传导至该主轴座1而影响机台，或是防止机台的热能由该主轴座1传导至此轴承组而影响主轴9作动；

又，该二复合材料轴承3由于分别组装于该圆筒2的两端，因此该二复合材料轴承3为同轴配置，藉此可提高该二复合材料轴承3的同心精度，让该主轴9于该二复合材料轴承3中旋转时更为稳定；

另外，由于该二复合材料轴承3材质为复合陶瓷，所以可利用其低导热系数的特性来阻隔与该主轴9间的热传导；

该各复合材料轴承3内蓄压槽4的压力感应器5还可经由一控制器(图中未示)与该各压差平衡增压器8控制连结，并以该控制器控制该各压力感应器5对该各蓄压槽4进行压力监控，并在主轴9不同负载与切削的情况下由该控制器控制该些压差平衡增压器8驱动该各喷嘴6进行压力的调整，可使主轴9维持高真圆度的精密运转，而不易与该二复合材料轴承3产生磨擦而产生温升，更可确保该主轴9的使用寿命及精度。

且本新型流体静压主轴轴承组和前述现有技术相较之下，更具有下列优点：

(1)由于本新型可使该主轴9藉由流体悬浮于该二复合材料轴承3中，因此该主轴9与该二复合材料轴承3彼此不会产生摩擦热，可大幅降低热温升、减少热变形，因此无论长时间运转后停机再运转，或是环境温度有所差异，都不会影响加工精度，更可以有效提高加工工件的质量及精度。

(2)本新型由于以该各压力感应器5对该各蓄压槽4内的压力进行监控，所以能够自动补偿调整压力，控制该各蓄压槽4内的流体压力以配合轻切削或重切削等各种状况，即使在重切削的负载情况下，也可达到比传统轴承加工时更为优异的加工参数。

(3)本新型因其各压力感应器5与各压差平衡增压器8控制连接，且该各压力感应器5对该各蓄压槽4内的压力进行监控，所以当该压力感应器5侦测到偏高或偏低的压力，便可立即由该压差平衡增压器8改变流体流量及压力值，使该蓄压槽4内的饱和压力均维持在最佳平衡工作状态，确保该主轴9任何时刻，任何状况的稳定性，所以加工质量亦可相对提升。

(4)本新型压力感应器5与压差平衡增压器8间的控制连接可以控制器进行控制连接，该控制器可为主机或服务器，而由该控制器进行自动化控制时，更可节省人力操作的成本以及提高工作效率。

为使熟悉该项技术人员可确实了解本新型的构造特征及其它设计的目的与功效，列举具体实施例，并配合所附图式予以详细说明，所选用的实施例供本新型说明之用，还可以其它方式实施，故熟悉该项技术人员在不脱离本新型的设计精神下，凡依本说明而做出的其它变化实施方式，皆可被本申请所涵盖，特并予指明。

综上所述，本新型为一种流体静压主轴轴承组，其于机台的主轴座内装设一可拆卸且两端开放的圆筒，此圆筒内部的两端分别装设一复合材料轴承以供主轴穿设，该各复合材料轴承内部装设若干蓄压槽，且该各蓄压槽内装设一压力感应器及一喷嘴，该各喷嘴又分别以一流道与一压差平衡增压器连接，该各压力感应器又与该各压差平衡增压器控制连接；且本新型具有安装维修方便、精密度高、提升主轴使用寿命以及使主轴维持高真圆度精密运转等优点。

Claims (5)

1.一种流体静压主轴轴承组，其可拆卸地组装于一机台的主轴座内，其特征在于还包含：

一圆筒，可拆卸地组装于该主轴座内，且该圆筒两端开放；以及

二复合材料轴承，分别组装于该圆筒内部两端，且该各复合材料轴承内装设若干蓄压槽，该各蓄压槽内又装设一压力感应器及一喷嘴，该各喷嘴经由一流道与一压差平衡增压器连接，该各压力感应器又分别与该各压差平衡增压器控制连接。

2.根据权利要求1所述的流体静压主轴轴承组，其特征在于所述的各复合材料轴承内蓄压槽的压力感应器分别经由一控制器与该各压差平衡增压器控制连结。

3.根据权利要求1所述的流体静压主轴轴承组，其特征在于以一主轴穿设于该二复合材料轴承中，并由该各压差平衡增压器将流体经该各流道而从该各喷嘴喷出至该各蓄压槽内，使流体流至该各复合材料轴承与该主轴之间而形成一密闭高压薄膜。4、根据权利要求3所述的流体静压主轴轴承组，其特征在于所述的流体为液体或气体。

4.根据权利要求1所述的流体静压主轴轴承组，其特征在于所述的圆筒的导热系数为小于50W/mk。

5.根据权利要求1所述的流体静压主轴轴承组，其特征在于所述的各复合材料轴承的材质为复合陶瓷，且导热系数范围为25至32W/mk。

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