CN217002694U - 一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承，所述气体轴承为空心圆柱体，空心圆柱体外表面沿外圆周均匀分布有一排供气孔，每个供气孔都连接一个节流小孔，节流小孔连通长方形稳压槽，空心圆柱体的内表面沿圆周内壁中心加工8～10个长方形稳压槽，在空心圆柱体的内表面沿圆周内壁均匀加工有两排V型槽，其对称分布在长方形稳压槽两侧。在轴承与轴运转配合的部分，主轴外表面也有与轴承对应区域加工V型槽。本实用新型可改善现有超精密加工技术中存在的传动部件与非传动部件间的摩擦消耗和主轴高负荷工作时运行稳定差引起的加工精度低的问题。

Description

一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承

技术领域

本实用新型涉及动静压气体轴承领域，具体涉及一种仿生织构动静压气体轴承。

背景技术

由于精密及超精密加工技术越来越受到重视，所以对许多机床的主轴旋转精度和主轴的润滑要求都很高，在气体轴承重复起动过程中，转子与气浮面之间不可避免会发生干摩擦，导致气浮面磨损和局部瞬时高温，从而严重影响主轴与轴承的精度，造成气体轴承启动困难。

现有的动静压气体轴承实现了动静压气体轴承协同润滑承载的机制，动静压气体轴承结合了静压与动压气体轴承的优点，从起动到高速转动都能保持良好的气膜刚度和承载能力。动静压气体轴承是以气体为润滑介质的新型滑动轴承，具有结构紧凑、回转精度高、摩擦功耗小、振动小、零污染、极高转速下摩擦热低、极低运动速度时无爬行、可在特殊环境中稳定工作等优点被广泛地应用于高速精密的机床中。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于超精密加工的动静压气体轴承，解决现有技术中动静压气体轴承对主轴高负荷旋转的稳定性问题，提出一种仿生织构动静压气体轴承可以使主轴平稳运行，同时提高主轴的承载能力。

本实用新型解决技术问题采取的技术方案是：在轴承内表面上加工有两排V型槽，每排8～10个和8～10个长方形稳压槽，并且V型槽对称分布在长方形稳压槽两侧。长方形稳压槽产生静压效应，V型槽产生动压效应。

本实用新型的优点是兼顾了动压轴承和静压轴承的优点，有效避免启停阶段的干摩擦现象，增强轴承承载能力，满足主轴启停阶段的支撑刚度，提高主轴旋转的稳定性。且利用了仿生结构设计了内表面的织构，增加了内部的气体流动性。表面微织构的微坑能够产生额外的流体动压效果，使轴承承载力和刚度增大；在启动升速阶段，表面微织构结构的间隙能够容纳更多的润滑气体，有利于缓解轴颈起飞前的干摩擦状态，改善表面摩擦特性；轴颈的涡动与微织构的凹凸结构间隙相互作用，形成挤压膜效应，增加轴承的阻尼，并降低转子的振动。

附图说明

图1为本实用新型气体轴承轴测图；

图2为本实用新型气体轴承主轴轴测图；

图3为本实用新型气体轴承左视图；

图4为为图3中A-A的剖视图；

图5为本实用新型气体轴承主视图；

图6为图5中F-F的剖视图；

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6说明本实施方式，本实施方式所述一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承，所述轴承为空心圆柱体，空心圆柱体外表面沿圆周均匀分布有单排供气孔1，且每个供气孔1都连接一个节流小孔2，节流小孔2与长方形稳压槽3配合，空心圆柱体内表面沿圆周加工有两排V型槽4。主轴的直径为42-56mm，主轴与轴承配合处，主轴的外表面沿内圆周均匀分布8～10个V型槽，V槽部分槽深取值范围0.1-0.5mm，槽宽取值范围0.2-0.6mm，槽角取30°-45°，边缘处过渡圆角0.1～0.2mm，气流流向由V槽顶点部分流向V槽两边部分。

具体实施方式二：结合图1、图6说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承，所述的两排V型槽4对称分布在长方形稳压槽3两侧，每排8个，V槽部分槽深取值范围0.1-0.5mm，槽宽取值范围0.2-0.6mm，槽角取30°-45°，边缘处过渡圆角0.1～0.2mm，其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、图3、图4说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承，所述供气孔1为单排供气孔，每排沿圆周均匀分布有8～10个，供气孔1为圆形通孔，直径为2-4mm，其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1、图3、图4、图5说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承，所述空心圆柱体的外直径取值范围60-80mm，内径取值范围40-60mm，宽度取值范围40-60mm。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图1、图4、图6说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承，长方形稳压槽3，总共8～10个，单个横截面宽度为1-2mm，槽深0.2-0.6mm，槽长10-15mm。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图3、图4、图6说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承，其特征在于：所述节流小孔2为圆形通孔，直径为0.2-0.8mm。

具体实施方式八：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承主轴的直径为42-56mm，主轴与轴承配合处，主轴的外表面沿内圆周均匀分布8～10个V型槽，V槽部分槽深取值范围0.1-0.5mm，槽宽取值范围0.2-0.6mm，槽角取30°-45°，边缘处过渡圆角0.1mm。

工作原理。

本实用新型工作时，在低速启动时，高压气体通过多个供气孔进入节流小孔，经过节流小孔的节流作用产生压降，气流经过节流小孔进入长方形均压槽，长方形稳压槽在起动时起到稳定气压的效果，当主轴高速运转下V型槽形成动压，若主轴负荷变化时，稳压槽起到稳定气压的作用，减小负荷变化对主轴的旋转的影响，进而达到本实用新型的特点。

Claims (7)

1.一种用于超精密加工的仿生织构动静压气体轴承，其特征在于：所述动静压气体轴承为空心圆柱体，空心圆柱体外表面沿圆周均匀分布有单排供气孔(1)，且每个供气孔(1)都连接一个节流小孔(2)，节流小孔(2)与长方形稳压槽(3)配合，节流小孔(2)和长方形稳压槽(3)相通，每个供气孔(1)和节流小孔(2)都同轴，轴心线均经过圆柱体的轴线且正交，空心圆柱体内表面沿圆周加工有两排V型槽(4)，且V型槽(4)对称分布在长方形稳压槽(3)两侧。

2.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于：所述的两排V型槽(4)对称分布在长方形稳压槽(3)两侧，每排8～10个，V型槽(4)的V槽部分槽深取值范围0.1-0.5mm，槽宽取值范围0.2-0.6mm，槽角取30°-45°，边缘处过渡圆角0.1～0.2mm，气流流向由V槽顶点部分流向V槽两边部分。

3.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于：所述空心圆柱体的外直径取值范围60-80mm，内径取值范围40-60mm，宽度取值范围40-60mm。

4.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于：所述供气孔(1)为单排供气孔，单排沿外圆周均匀分布有8个，供气孔(1)为圆形通孔，直径为2-4mm。

5.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于：所述长方形稳压槽(3)，沿内圆周均匀分布8～10个，单个横截面宽度为1-2mm，槽深0.2-0.6mm，槽长10-15mm。

6.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于：所述节流小孔(2)为圆形通孔，直径为0.2-0.8mm。

7.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于：主轴的直径为42-56mm，主轴与轴承配合处，主轴的外表面沿内圆周均匀分布8～10个V型槽，V槽部分槽深取值范围0.1-0.5mm，槽宽取值范围0.2-0.6mm，槽角取30°-45°，边缘处过渡圆角0.1mm。

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