CN202851649U

CN202851649U - 内反馈静压轴承

Info

Publication number: CN202851649U
Application number: CN 201220432447
Authority: CN
Inventors: 路文忠; 潘高星; 范长庚
Original assignee: TIANJIN SECOND MACHINE TOOL CO Ltd
Current assignee: TIANJIN SECOND MACHINE TOOL CO Ltd
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2022-08-28

Abstract

本实用新型涉及一种内反馈静压轴承，包括内套和外套，其特征为：内套的内表面上成对的设有油腔，成对的每个油腔上成对设有凸出于油腔底部的节流台，节流台与所支撑的轴之间留有间隙，成对的两个节流台之间的角度为180°，每个节流台上在设有输入沟槽，输入沟槽与输入流道连通，输入流道与供油系统的出口相连，输入沟槽旁设有输出沟槽，输出沟槽与输出流道相连，成对的两个节流台和油腔中，与一侧的输出沟槽相连的输出流道与对侧的油腔入口相连。优点是：本实用新型具有更高的刚度和精度，设计制造良好的内置缝隙节流台内反馈静压轴承的旋转精度可达0.0001mm。

Description

内反馈静压轴承

技术领域

本实用新型属于静压轴承，特别是涉及一种内反馈静压轴承。

背景技术

静压轴承由于具有摩擦力小，使用寿命高，抗振性能好，旋转精度高等特点，在机床和其它机械装备上获得广泛使用，但随着工业技术的发展，特别是国防工业、航空工业的发展，对轴的旋转精度和在负载作用下的刚度要求越来越高，这就使得采用外节流的无反馈作用的静压轴承不能满足高精密超精密主轴的使用要求。

图1为传统外节流静压轴原理图，它由供油系统1，外节流器2和轴承3三部分组成，其工作原理如下：当供油系统的油泵尚未启动时，轴承3油腔内没有压力油，主轴4由于重力的作用而压在轴承套的下部，油泵启动后，压力油通过外节流器进入相应的轴承承载腔，如果忽略重力，主轴4将被油压浮起至轴承套的中心，轴与套的各向间隙相等，各承载腔压力相同，主轴4处于液体摩擦状态，主轴可以启动。

当主轴4受到外界载荷的作用时，会在外力的作用下产生一微小位移（见图2），使下油腔5的间隙从h₀变小为h₀-e，封油面上的阻力增大，从而使下油腔5的压力提高，相对应的上面油腔6的压力会下降，从而有一压差作用在主轴4上，当这一压差大到一定程度，其产生的反作用力与外力平衡时，主轴4就停止在一个新的位置上。这就是外节流无反馈作用的静压轴承的原理。在实际应用中，轴的这种移动一般只有几微米，这对大多数使用场合精度已经足够了，但随着机床设备的精密超精密发展，这种几微米的精度已不能满足使用的需要，将其提高到0.0001mm甚至更高才能满足需要。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种内反馈静压轴承，该轴承较现有的外节流静压轴承提高了对轴的支承精度。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种内反馈静压轴承，包括内套和外套，其特征是：内套的内表面上成对的设有油腔，成对的每个油腔上成对设有凸出于油腔底部的节流台，节流台与所支撑的轴之间留有间隙，成对的两个节流台之间的角度为180°，每个节流台上在设有输入沟槽，输入沟槽与输入流道连通，输入流道与供油系统的出口相连，输入沟槽旁设有输出沟槽，输出沟槽与输出流道相连，成对的两个节流台和油腔中，与一侧的输出沟槽相连的输出流道与对侧的油腔入口相连。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

所述每个节流台上的中部设有输入沟槽，输入沟槽的两侧设有输出沟槽。

所述输入流道和输出流道设置在内套的内部或外圆周面上。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

本实用新型采用了以上技术方案后，采用了内反馈的方式，利用节流台与轴之间的缝隙变化，改变了液压油流经输入沟槽、输出沟槽，油腔之间的阻力，使得承载压力一侧的油箱的油压更高，背离承载一侧的压力降低，静压轴的支承刚度和旋转精度提高数倍，其旋转精度可达0.0001mm。

附图说明

图1是现有技术中的传统外节流静压轴承的示意图；

图2是外节流静压轴承的使用状态示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型与油路系统连接后的左视图；

图5是本实用新型的使用状态示意图。

图中：1、供油系统；2、外节流器；3、轴承；4、主轴；5、下油腔；6、上油腔；7、内套；8、节流台；9、输入沟槽；10、输出沟槽；11、外套；12、输出流道；13、油腔；14、输入流道。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例1：

请参阅图1至图5，

一种内反馈静压轴承，包括内套7和外套11，内套的内表面上成对的设有油腔13，成对的每个油腔13上成对设有凸出于油腔底部的节流台8，节流台与所支撑的轴之间留有间隙，成对的两个节流台之间的角度为180°，每个节流台上在设有输入沟槽9，输入沟槽与设置在内套的内部或外圆周面上的输入流道14连通，输入流道与供油系统的出口相连，输入沟槽旁设有输出沟槽10，输出沟槽与设置在内套的内部或外圆周面上的输出流道12相连，成对的两个节流台和油腔中，与一侧的输出沟槽相连的输出流道与对侧的油腔入口相连。在本实施例中，是在每个节流台上的中部设有输入沟槽，输入沟槽的两侧设有输出沟槽。

本实用新型的动作原理为：

静压轴承经热压配合成一整体静压轴承，高压油从节流台8中间的输入沟槽9流出，经两边的一定宽度的缝隙节流后流到两边的输出沟槽10中，经这两个沟槽进入设计在内套7外径与外套11配合面上的圆周分布的输出流道12内，最终通到与节流台8相对（180°）的对侧静压轴承油腔13内；而相对的油腔内也有一个凸起的岛，岛上设计有相同结构尺寸的节流台8，其经过节流的油通过内套7外圆配合面的输出流道12通到与其相对的静压轴承油腔13，内套7的整个内圆表面上均布着偶数个油腔（4、6、8……），油腔的多少取决于轴的直径和对轴承精度的要求。

当供油系统接通后，在忽略轴的重量的前提下，轴悬浮在轴承孔的中心，轴与多油腔的间隙相等，在这一点上，内反馈缝隙节流静压轴承与外节流静压轴承是一样的，但当轴承受外力时，情况就大不相同了。

如图5所示，假设轴给轴承的载荷向下时，当轴在外力作用下向下位移，首先是迎面的油腔（靠下的油箱）的间隙减小，对油的阻力增加，其腔内压力提高，而与之相对的油腔间隙加大，对油的阻力减小，其腔内的压力下降，从而产生与普通外节流静压轴承相同的变化，但与此同时，油腔的间隙减小时，使其中凸起岛上的内置节流台与轴之间的的间隙减小，从而油从输入沟槽流动到输出沟槽的阻力增加，使通过输出流道12进入对面靠上的油腔13的流量减小，即轴在外力作用下的移动，引起该油腔的双重压力下降，同时，间隙增大的油腔（即靠上的油腔）中凸起的岛上的缝隙节流台的间隙增大，其阻力降低，通过的流量增大，这一增大的流量使与之相对的靠下的油腔间隙减小，油腔的压力进一步增加，即使其有双重的压力增加，这说明在轴的位移量相同时，相对油腔将产生于外节流静压轴承大得多的压差。即这种具有内反馈功能的静压轴承，当轴移动一定量的位移时，会产生较无反馈作用的静压轴承大得多的压差和承载能力，即刚度，如轴所受外力一定，但轴在外力的作用下的移动量就小得多，只有无反馈作用的静压轴承的几分之一，换句话说，就是这种具有反馈功能的内置缝隙节流式静压轴承，具有更高的刚度和精度，设计制造良好的内置缝隙节流台内反馈静压轴承的旋转精度可达0.0001mm。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，例如：改变输出沟槽和输入沟槽的数量，本实施例中的输出沟槽为2个，输出沟槽的数量为1个，改成3+2的模式或是2+3的模式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种内反馈静压轴承，包括内套和外套，其特征是：内套的内表面上成对的设有油腔，成对的每个油腔上成对设有凸出于油腔底部的节流台，节流台与所支撑的轴之间留有间隙，成对的两个节流台之间的角度为180°，每个节流台上在设有输入沟槽，输入沟槽与输入流道连通，输入流道与供油系统的出口相连，输入沟槽旁设有输出沟槽，输出沟槽与输出流道相连，成对的两个节流台和油腔中，与一侧的输出沟槽相连的输出流道与对侧的油腔入口相连。

2.根据权利要求1所述的内反馈静压轴承，其特征是：所述每个节流台上的中部设有输入沟槽，输入沟槽的两侧设有输出沟槽。

3.根据权利要求1或2所述的内反馈静压轴承，其特征是：所述输入流道和输出流道设置在内套的内部或外圆周面上。