CN201702385U - 防冲击密珠静压比例控制混合支承 - Google Patents

Abstract

大规格测量仪器及机床由于负载工件重量较大，所以在对大负载工件进行测量或加工时，其主轴系统的承载能力尤为重要。本实用新型防冲击密珠静压比例控制混合支承，其组成包括：基座(1)，所述的基座装有主轴(2)和静压滚珠台(3)，所述的主轴套有轴套(4)，所述的静压滚珠台装有滚动密珠轴承(5)、滚珠保持架(6)，所述的滚动密珠轴承和滚珠保持架之间留有装液压油的空间(7)，所述的滚珠保持架下端连接液压油进油孔(8)，所述的静压滚珠台上端连接转台(9)，所述的转台连接承压托盘(10)。本实用新型能够很好的保证主轴系统防止大负载工件冲击和实现高精度测量。

Description

防冲击密珠静压比例控制混合支承

技术领域：

本实用新型涉及一种工量具领域，具体涉及一种防冲击密珠静压比例控制混合支承。

背景技术：

大规格测量仪器及机床由于负载工件重量较大，所以在对大负载工件进行测量或加工时，其主轴系统的承载能力尤为重要。传统的主轴端面承载有液体静压支承，滚动密珠滚动密珠轴承支承等方式，但这些单一的支承方式即不能很好的防止大载荷工件在安装时对主轴系统的冲击，又不能有效的减少在测量状态时主轴系统端面承载密珠滚动密珠轴承因负载引起的圆度变形，从而直接影响主轴系统回转运动精度。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种利用滚动密珠轴承、滚珠保持架和液压油空间组合式的减少冲击力的防冲击密珠静压比例控制混合支承。

上述实用新型的目的通过以下的技术方案实现：

防冲击密珠静压比例控制混合支承，其组成包括：基座，所述的基座装有主轴和静压滚珠台，所述的主轴套有轴套，所述的静压滚珠台装有滚动密珠轴承、滚珠保持架，所述的滚动密珠轴承和滚珠保持架之间留有装液压油的空间，所述的滚珠保持架下端连接液压油进油孔，所述的静压滚珠台上端连接转台，所述的转台连接承压托盘，所述的主轴与轴套之间装有密珠保持架，所述的密珠保持架内装滚动密珠轴承。

所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的基座上端开有竖向连接横向的回油孔。

所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的滚珠保持架的外围的所述的静压滚珠台包括液压静压支承盘。

所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的滚珠保持架下端的液压油进油孔是竖向的，所述的竖向的液压油进油孔连接横向的液压油进油孔。

所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的承压托盘上装有上顶尖，所述的上顶尖套有顶尖套，所述的顶尖套开有中心孔。

有益效果：

1.本实用新型的主轴系统端面承载采用滚动密珠与静压混合支承来承载工件的重量，起到了能够很好的保证主轴系统集防止大负载工件冲击和高精度测量于一身的效果。

2.本实用新型设计了两个不同的节流器，用于完成在负载装夹时托起转台连同承压托盘及工件载荷离开密珠，又在测量状态时密珠与液压产生向上浮起力共同承载实现精密测量的效能。

3.本实用新型为了防止装工件时的冲击，这时承压托盘连同转台已与系列滚动密珠已有间隙，静压支承的设计工作高度在转台离开滚动密珠高度h1时承重W，装工件前承压托盘连同转台离开钢珠的液隙可以控制在h2，在装重量为W的工件负载时由于受到冲击力和自重，静压支承液隙的高度从离开滚珠h2逐渐减到h1时静压承载W，从h1到零，即与滚珠接触。这时由于静压支承的高度减小也就是液流的缝隙减小，刚度变大。

4.本实用新型改变了相对单一的支撑方式，采用密珠与静压混合支承轴系是一种承载能力大，测量精度高的静压轴系，尤其很好的解决了现有的轴系构件承载较重工件时滚动密珠滚动密珠轴承中密珠易损坏的问题。

5.本实用新型的承载状态既靠滚动密珠保证了主轴的轴向回转运动精度，又由液压系统承载了大部分载荷而使滚动密珠滚动密珠轴承不易损坏，达到了混合支承的目的。

6.本实用新型采用防冲击密珠静压比例混合支承，即起到防冲击的作用，在测量工件时也承受了工件大部分重量，使轴系端面钢珠受力减小，并能保持恒定，这对提高精度，提高轴系使用寿命起到了决定性作用。

7.本实用新型采用防冲击密珠静压比例混合支承设计，由于没有机械升起机构，静压支承盘内侧置放滚动密珠，即静压支承与滚动密珠布局在仪器空间同一个层面位置，液体充分利用了密珠间的空隙，使轴系占用的空间大幅度减小，有效地利用了空间，使之全局结构设计更加优化。

8.本实用新型的滚动密珠滚动密珠轴承与主轴和轴套之间均为过盈配合，无间隙，使得主轴运动时径向的动态精度得到严格保证。

9.本实用新型的测量时静压支承盘上面的静压液隙与工件为保持架的滚动密珠滚动密珠轴承共同支撑负载，实现了精密测量。

附图说明：

图1是本实用新型装工件前的结构图。

图2是本实用新型装工件后的结构图。

本实用新型的具体实施方式：

实施例1：

防冲击密珠静压比例控制混合支承，其组成包括：基座1，所述的基座1装有主轴2和静压滚珠台3，所述的主轴2套有轴套4，所述的静压滚珠台3装有滚动密珠轴承5、滚珠保持架6，所述的滚动密珠轴承5和滚珠保持架6之间留有装液压油的空间7，所述的滚珠保持架6下端连接液压油进油孔8，所述的静压滚珠台3上端连接转台9，所述的转台9连接承压托盘10，所述的滚动密珠轴承有一组。

所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的主轴2与轴套4之间装有密珠保持架11，所述的密珠保持架11内装滚动密珠轴承12。

所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的滚珠保持架6的外围在所述的静压滚珠台3上装有液压静压支承盘13。

所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的承压托盘10上装有上顶尖14，所述的上顶尖14套有顶尖套15，所述的顶尖套开有中心孔。

所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的滚动密珠轴承与主轴和轴套之间均为过盈配合。

实施例2：

根据实施例1所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的滚珠保持架下端连接的液压油进油孔是竖向的，所述的竖向的液压油进油孔连接横向的液压油进油孔；液压系统有多种压力和流量，这由变频电机驱动液压泵来完成。不同的压力由比例控制溢流阀调定，在测量或加工前，只要将工件重量输入计算机，计算机给比例控制阀相应指令，比例控制阀会自动将压力调到相应挡位，使液压产生的向上浮力克服一部分重量(这个向上的浮力随工件重量不同而变化)从而端面滚动密珠受力基本不变，W为载荷重量，F为液压向上浮力，滚动密珠承受力为Q，Q＝W-F；F随W变化，而Q是基本恒定的。

实施例3：

根据实施例1所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的基座上端开有竖向连接横向的回油孔16。

实施例4：

根据实施例1所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，所述的防止装工件时的冲击，这时承压托盘连同转台已与系列滚动密珠有间隙，静压支承的设计工作高度在转台离开滚动密珠高度h1时承重W，装工件前承压托盘连同转台离开钢珠的液隙可以控制在h2，在装重量为W的工件负载时由于受到冲击力和自重，静压支承液隙的高度从离开滚珠h2逐渐减到h1时静压承载W，从h1到零，即与滚珠接触。这时由于静压支承的高度减小也就是液流的缝隙减小，刚度变大。

刚度公式为： $j=\underset{\mathrm{\Δh}\→}{\mathrm{lin}}\frac{\mathrm{\ΔW}}{\mathrm{\Δh}}=\frac{\mathrm{dW}}{\mathrm{dh}}$

F：液压向上浮力，Q：滚动密珠承受力，Pr：油腔压力，Ab：油腔有效面积，Ps：供油压力

液压向上浮力一定时，载荷W越大油膜厚度h越薄，油腔压力Pr越高，支承的液压向上浮力F也越大。

工作原理：

工件安装在托盘上装夹时，托盘可沿轴系径向在转台上接触滑动，以调整工件几何轴线与主轴和顶尖的回转轴心线重合。转台通过螺钉与主轴间接刚性连接。转台上固定连接蜗轮蜗杆驱动装置，电机带动蜗杆旋转，驱动蜗轮带动转台和主轴转动，从而带动工件转动。静压滚动密珠滚动密珠轴承与转台之间具有油膜间隙，静压支承盘与基体11构成一个带有回油口的密闭腔体，安装工件前，由于考虑到工件下落时对主轴有冲击，液压系统增大压力，通过进油孔的液压油流量增大，滚动密珠滚动密珠轴承所在的腔体内液压油的容量增多，使转台带动主轴浮起油膜厚度h2，此时，工件重量全部由液压系统承担，避免滚动密珠滚动密珠轴承受到冲击损坏。工件安装好以后，改变液压系统的压力值，使转台降回未安装工件时的高度，液压系统和滚动密珠滚动密珠轴承一起承担工件重量。

Claims (5)

1.一种防冲击密珠静压比例控制混合支承，其组成包括：基座，其特征是：所述的基座装有主轴和静压滚珠台，所述的主轴套有轴套，所述的静压滚珠台装有滚动密珠轴承、滚珠保持架，所述的滚动密珠轴承和滚珠保持架之间留有装液压油的空间，所述的滚珠保持架下端连接液压油进油孔，所述的静压滚珠台上端连接转台，所述的转台连接承压托盘，所述的主轴与轴套之间装有密珠保持架，所述的密珠保持架内装滚动密珠轴承。

2.根据权利要求1所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，其特征是：所述的基座上端开有竖向连接横向的回油孔。

3.根据权利要求1所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，其特征是：所述的滚珠保持架的外围的所述的静压滚珠台包括液压静压支承盘。

4.根据权利要求1或2或3所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，其特征是：所述的滚珠保持架下端的液压油进油孔是竖向的，所述的竖向的液压油进油孔连接横向的液压油进油孔。

5.根据权利要求1或2或3所述的防冲击密珠静压比例控制混合支承，其特征是：所述的承压托盘上装有上顶尖，所述的上顶尖套有顶尖套，所述的顶尖套开有中心孔。

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