CN2051693U

CN2051693U - 双锥面动压轴承

Info

Publication number: CN2051693U
Application number: CN 88217852
Authority: CN
Inventors: 张学礼
Original assignee: Changchun Machine Tool Factory No1
Current assignee: Changchun Machine Tool Factory No1
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-01-24

Abstract

本实用新型涉及一种磨床砂轮架双锥面动压轴承结构。轴承由带有60度扇形瓦的两块固定支承和两块可调支承组成。将传统结构轴承工作面—— 圆柱面变为具有双锥面的几何形状，与轴瓦工作面接触的前轴颈外表面也为双锥面几何状。固定支承不变，变可调支承为圆柱球头，可调垫片，固紧法兰组成，修磨可调垫片达到调整轴承径向间隙目的。圆柱球头端装入轴瓦外圆中心凹球面内，另一端套垫片，再装法兰，用螺钉固定在箱体上。

Description

本实用新型涉及一种磨床砂轮架轴承结构，尤其是为精密、高效磨床提供一种双锥面动压轴承。

砂轮架是磨床产品的主要部件之一。目前国内普通外圆磨床的砂轮架多采用动压轴承结构，由带有轴瓦的固定支承和可调支承组成。这种轴瓦为扇形块园柱内表面，其调整控制轴承间隙是采用可调支承实现的。见附图11。可调支承由球面支承螺钉7、通孔螺钉8和拉紧螺钉9组成。砂轮架还带有一个轴向定位结构。这种轴承的缺点是，工作时，砂轮架油池温升较高，连续运转四小时可达20度以上，轴瓦的间隙不易保证，冷态径向间隙一般不能小于0.03mm；轴承刚度低，影响轴承的承载能力和运转的稳定性。

本实用新型的目的是克服上述动压轴承的缺点，提供一种能使油池温度下降，轴承间隙稳定可靠，刚度高，承载能力大的双锥面动压轴承。

本实用新型的目的是这样实现的。轴瓦为扇形块，将传统结构轴瓦工作面园柱面设计为双锥面几何状；主轴的轴颈工作面即外表面相对应的也为双锥面几何形状。原固定支承的结构不变，可改变可调支承的结构为可调垫片、固紧法兰和园柱球头组成。园柱球头的球头端装入双锥面轴瓦外圆上的中心凹球面内，可调垫片根据轴瓦径向间隙需要修磨好厚度套在园柱球头的另端，固紧法兰靠在园柱球头的端面，同时靠在可调垫片上，用螺钉将可调垫片和固紧法兰固定在箱体上。轴瓦包在主轴轴颈上，均布，水平中心线上侧的为可调支承，下侧的为固定支承。

本实用新型的工作原理如下：

图三是当主轴旋转时，双锥面动压轴承在没有承受轴向载荷Fx时，轴颈、轴瓦所处的位置的示意图。这时轴瓦两面的半径间隙ho相等。

根据动压轴承公式，每块轴瓦承载能力为：

Pi＝5.1×10^－12(μ·N·D·B²·L·CL)/(△²(1+εCoSθ)²)

式中：μ油的绝对粘度（厘泊）

N主轴转速（转／分）

D主轴轴颈直径（mm）

B轴瓦工作弧长 ″

L轴瓦工作面长度 ″

Δ直径方向的间隙 ″

ε相对偏心率 ε＝2e／Δ

e偏心距（mm）

θ外力与轴承支点夹角

C_L承载系数 C_L＝ 5/4 1/(1+(B/L)²)

图四是主轴旋转时，双锥面动压轴承的主轴左端承受一轴向载荷Fx，主轴沿轴向方向右移Kx距离，轴颈和轴瓦所处的位置的示意图。这时轴瓦两面间隙分别是：左面为ho_反－△y／2，右面为ho_正＋△y／2，主轴轴向移动量Kx＝K₀－K₁₀，△y＝Kx·K，式中K为轴颈锥度比。

图五是本轴承主轴旋转时，当主轴左端承受一轴向载荷Fx时，轴承两面间隙不相等，即：左面半径间隙≤ho，右面半径间隙≥ho。

由前面公式可知：轴瓦承载能力Pi_反＞Pi_正，因而其轴向承载能力N_反x＞N_正x，致使主轴产蜃笠贫耐屏Γ敝链锏叫碌钠胶狻?

即：Pi_反·cosα－Pi_正·cosα－Fx＝0

由此可以证明，双锥面动压轴承主轴旋转时（当主轴一端承受轴向载荷Fx，使主轴向一端位移Kx时）其主轴具有轴向自动复位特性（或重新稳定在某一位置）和轴向承载能力大特点，从而可以提高机床磨制效率和磨制表面光洁度。

图六是本轴承主轴旋转时，当主轴右端承受一轴向载荷Fx时，主轴沿轴向方向左移Kx距离，轴颈和轴瓦所处的位置的示意图。

本双锥面动压轴承，其前轴承的工作表面设计成双园锥园弧表面，主轴前轴颈与其相对应，它同时承受径向载荷和轴向载荷于一体，因此打破了传统的主轴轴向定位结构。若设计采用本轴承结构，可取消传统的轴向定位结构，简化了砂轮架设计结构，减少设计零件的数量，降低制造成本。更为突出的是，减少了机械发热量，油池温升比原三瓦动压轴承结构下降6℃左右，轴承径向间隙冷态和热态间隙变化小，冷态间隙可调整到0.015mm以下，提高了主轴回转精度和主轴间隙的稳定性，轴承刚度大大提高，尤其是提高了轴承的轴向承载能力。对提高“V”导轨、主轴肩面等零件的磨削表面质量尤为明显。

图10为温升曲线。图中：

a为园锥动压轴承的温升曲线；

b为原三瓦动压轴承的温升曲线；

由a、b两条温升曲线可知，双园锥动压轴承的温升较原三瓦动压轴承的温升低6℃。

附图说明：

图1是本实用新型的具体结构纵向剖面图

图2是A－A局部剖视图

图3是本轴承未承受轴向载荷时的示意图

图4是本轴承左端承受载荷Fx时的示意图

图5是本轴承受轴向载荷Fx力后的变化情况示意图

图6是本轴承右端承受载荷Fx时的示意图

图7是轴瓦主视图

图8是轴瓦侧视图

图9是B－B剖面图

图10是温升曲线图

图11是原动压轴承结构图

1箱体、2主轴、3轴瓦、4可调垫片、5固紧法兰、6园柱球头、7球面支承螺钉、8通孔螺钉、9拉紧螺钉、10前轴瓦双园锥内表面、 11前轴颈、12前轴颈双园锥外表面、13回转油封、14盖板、15法兰、16固定支承、17后轴瓦、18可调支承、19纸垫。

实施例：

前、后轴承均采用四块瓦。前轴瓦3后轴瓦17均为60度扇形块。前轴瓦工作面即内表面10为双园锥弧形，锥度1：5。前轴瓦包在主轴2的前轴颈11上，均布，主轴水平中心线上侧为两个带有轴瓦的可调支承18，下侧为两个带有轴瓦的固定支承16。安装在主轴上称为前轴承。主轴的前轴颈的工作面即其外表面12的形状与前轴瓦的内表面形状相对应，也为双园锥弧形，锥度1：5。后轴承的轴瓦17内表面仍采用原圆柱形，其它结构同前轴承。

固定支承可采用原有结构。可调支承可采用原有结构，也可采用由可调垫片4、固紧法兰5和园柱球头6组成的结构。

安装时，分别将前、后轴承的固定支承置于箱体1的孔内，再将前、后轴承下侧的两块轴瓦装入对应的固定支承的球头上面，然后将主轴放于轴瓦的工作表面上，取园柱球头装入箱体的对应孔内，再取前轴瓦3和后轴瓦17分别置于主轴的轴颈上，同时将园柱球头的球头端分别装入轴瓦的凹球面内，将修磨好的可调垫片和固紧ɡ加寐荻す潭ㄔ谙涮迳稀Ｗ詈笤俳降?9、法兰盘15连同回转油封13用螺钉固定在箱体上，注入润滑油，盖上盖板14即可开车运转。

Claims

1、一种带有轴瓦3的固定支承16和可调支承18组成的双锥面动压轴承，轴瓦工作面即内表面包在主轴2的前轴颈11的工作面即外表面12上，通过支承固定在箱体上，其特征在于：

a、轴瓦为扇形块、其工作面即内表面的形状10为双园锥弧形；

b、主轴的前轴颈工作面即外表面12也为双园锥弧形；

安装时，轴瓦包在主轴轴颈上，均布，主轴水平中心线上侧为可调支承，下侧为固定支承。

2、按照权利要求1所述的双锥面动压轴承，其特征在于可调支承由可调垫片4、固紧法兰5和园柱球头6组成，园柱球头的球头端装入轴瓦外园中心的凹球面内，另一端套有可调垫片，固紧法兰靠在园柱球头的端面，同时靠在可调垫片上，用螺钉将可调垫片和固紧法兰固定在箱体1上。