CN206221505U - 高速磁悬浮轴承气动主轴 - Google Patents

Abstract

一种高速磁悬浮轴承气动主轴，它有一个圆桶型外壳、外壳内装有内轴，在外壳和内轴之间安装环形永磁体，永磁体的中间部位安装有气轮，相对应的永磁体皆为同极，环型永磁体为异形，外壳前后扣有端盖。本实用新型利用永磁体同性相斥的原理使旋转轴悬浮在磁场中进行旋转，采用空气动力驱动主轴高速旋转，避免了旋转中的相对摩擦，具有无摩擦、无噪音、耐常低温、无需冷却、大功率高载荷、高刚度、高转数、高精度等优点，能满足机械加工中心用于金属切削无需浇注润滑油，维护费用低，使用寿命长等要求，可广泛作为航空航天、医疗器械、化工、机械等各个领域的精密加工装置。

Description

高速磁悬浮轴承气动主轴

技术领域：

本发明涉及无摩擦、无噪音、无需润滑的稀土永磁体应用新领域，特别是集机械学、动力学、空气动力学为一体的高速磁悬浮轴承气动主轴。

背景技术：

机械轴承主轴及气悬浮轴承主轴广泛应用于 IT 业、航空、航天、医疗、化工、机械、精密加工等各个领域。随着时代的发展、技术的进步，人们对目前广泛使用滚动式轴承连接机械主轴工作过程中产生的相互之间有摩擦并产生噪音、工作时需浇注润滑油等问题无法有效解决，同时因机械主轴装有内藏式电机用于驱动主轴旋转会产生噪音及高温，进而不能正常工作，需设置循环水冷却系统，导致结构复杂、加工精度高；由于受电机和机械轴承的限制难以达到高载荷、高刚度、高转数的要求，因此机械轴承主轴已无法满足生产需要。而气悬浮轴承主轴是以气体轴承作为支撑，以变频调速电机为动力既径向悬浮又轴向悬浮所对应的永磁体皆为同极，以变频调速电机为动力源，将高速电动机和机床主轴的功能从结构上融为一体的新型功能部件，其功能是带动刀具，砂轮或工件高速旋转，实现高速精密加工。但气悬浮轴承主轴由于受气悬浮轴承和电动机的影响存在着以下技术问题：稳定性不足、高刚度轴承技术有待提高，高效、高速等技术有待完善，温度变化、气流惯性力等诸多问题有待克服。为了解决现有技术的不足人们作了多种努力，如中国专利CN201520712831.1号公开了一项名称为一种永磁体贴装装置的气动机构的技术，该装置包括导气环总成，所述导气环总成包括主导气管、导气球、导气环，所述导气球设有一个主导气孔及若干个分支导气孔，所述主导气孔与主导气管连通，所述导气环沿周向设置若干个气动臂总成，所述气动臂总成包括气动主轴，通过分支导气孔向各个气动臂总成输送驱动气动主轴运动的气动力，所述气动主轴的第一端连接有拉伸弹簧，所述气动主轴的第二端设有线圈及永磁体嵌放架，所述永磁体嵌放架用于嵌放永磁体。这种实用新型结构紧凑，组装拆卸方便，通过升降、导气环的导通和线圈的通断利用永磁体同性相斥的原理使旋转轴悬浮在磁场中进行旋转，采用空气动力驱动主轴高速旋转。避免了旋转中的相对摩擦，因此具有无摩擦、无噪音、耐常低温、无需冷却、大功率高载荷、高刚度、高转数、高精度能满足机械加工中心用于金属切削无需浇注润滑油，维护费用低，使用寿命长。但是，该技术存在结构复杂、成本昂贵、工作可靠性差、操作不便的缺点，解决这些问题已成为急需。

实用新型内容：

为了克服现有技术不足，本实用新型设计一种利用稀土磁体同性相斥的原理，来达到旋转中无摩擦、无噪音、无需浇注润滑油，利用空气动力驱动主轴高速旋转以达到高载荷、高刚度、高转数的要求。高速磁悬浮轴承气动主轴它有它有一个圆桶型外壳、外壳内装有内轴，在外壳和内轴之间安装环形永磁体，永磁体的中间部位安装有气轮，相对应的永磁体皆为同极，环型永磁体为异形，外壳前后扣有端盖。所说的环型永磁体的数量为一套或一套以上，前后端盖内径部位上固定多个磁体。本实用新型利用永磁体同性相斥的原理使旋转轴悬浮在磁场中进行旋转，旋转动力来源于旋转主轴上装有气轮，外设空气动力来源驱动主轴高速旋转，从而避免了旋转中的相对摩擦，因此具有无摩擦、无噪音、耐常低温、无需冷却、大功率高载荷、高刚度、高转数、高精度能满足机械加工中心用于金属切削、无需浇注润滑油，维护费用低，使用寿命长等优点，由于没有通电线圈，只有简单的永磁体磁环，同时拥有更方便快捷的主轴换刀系统，因此设备成本极低。

附图说明:

图1为本实用新型正面视图；

图2为本实用新型第二种实施方式视图。

具体实施方式：

本实用新型的一个最佳实施例，如图1所示，高速磁悬浮轴承气动主轴它由一个外壳5、空心轴15、前后端盖6、16两个气轮4、18和16片环形永磁体组成，外壳是圆筒型，外壳的内径部位及内轴的外径部位相对应的安装有环型永磁体，永磁体9、12、14，分别镶嵌在前后端盖的内部（前后端盖为对称结构）。环形永磁体10、13安装在空心轴15上。气轮两侧分别安装永磁体3 ，将两个带永磁体的气轮4、18分别从空心轴的两侧装配到壳体中，磁环10和13之间由轴套11固定，前后端盖6和16合体后用内六角螺钉7紧固， 8为主轴刀头夹具， 17为该装置的换刀机构。在筒壁上开进出气孔道2使其形成高压空气回路，带动气轮高速旋转，进出气管的连接采用快速接头1以方便安装和拆卸。

该装置的工作过程是：利用永磁体同性相斥的原理使旋转轴悬浮在磁场中，气泵工作驱动汽轮带动主轴高速旋转。

本实用新型的另一个实施例，如图2所示，高速磁悬浮轴承气动主轴它由一个外壳5、空心轴15、前后端盖6、16一个气轮4、和12片环形永磁体组成，外壳是圆筒型，外壳的内径部位及内轴的外径部位相对应的安装有环型永磁体，永磁体9、12、14，分别镶嵌在前后端盖的内部（前后端盖为对称结构）。环形永磁体10、13、安装在空心轴15上。气轮两侧分别安装永磁体 3 ，将一个带永磁体的气轮4、安装在空心轴的中间装配到壳体中，磁环10和13之间由轴套11固定，前后端盖6和16合体后用内六角螺钉7紧固， 8为主轴刀头夹具， 17为该装置的换刀机构。在筒壁上开进出气孔道2使其形成高压空气回路，带动气轮高速旋转，进出气管的连接采用快速接头1以方便安装和拆卸。

Claims (3)

1.一种高速磁悬浮轴承气动主轴，其特征是：它有一个圆桶型外壳、外壳内装有内轴，在外壳和内轴之间安装环形永磁体，永磁体的中间部位安装有气轮，相对应的永磁体皆为同极，环型永磁体为异形，外壳前后扣有端盖。

2.如权利要求1所述的磁悬浮轴承气动主轴，其特征是：所说的环型永磁体的数量为一套或一套以上。

3.如权利要求1所述的磁悬浮轴承气动主轴，其特征是：前后端盖内径部位上固定多个磁体。