專利名稱：一種采用氣體靜壓軸承支承的電主軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)控機(jī)床的電主軸，特別是一種采用氣體靜壓軸承支承的電 主軸。
背景技術(shù)：
目前，電主軸作為數(shù)控機(jī)床的核心部件，是實(shí)現(xiàn)超精密加工的必要條件，當(dāng)前電主 軸在向著更高精度、更高承載能力的方向發(fā)展?，F(xiàn)在采用氣體靜壓軸承支承的電主軸的結(jié)構(gòu)主要采用的是徑向與軸向軸承分離 的支承結(jié)構(gòu)，這在一定程度上導(dǎo)致了零件數(shù)量較多、氣液流道設(shè)計(jì)難度大且排布復(fù)雜，也使 得加工和裝配過程中的難度加大，這些因素導(dǎo)致電主軸無法達(dá)到更加理想的精度。另外，由于徑向與軸向軸承的分離，導(dǎo)致在需要提升氣體靜壓電主軸承載力的場(chǎng) 合就必然要改變電主軸的整體尺寸結(jié)構(gòu)，因此徑向與軸向軸承分離的氣體靜壓電主軸對(duì)使 用環(huán)境的適應(yīng)性較差。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)能力較 強(qiáng)的采用氣體靜壓軸承支承的電主軸。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種采用氣體靜壓軸承支承的 電主軸，包括軸體、前法蘭盤、殼體內(nèi)套、殼體外套、定子、后法蘭盤；所述的殼體內(nèi)套和殼體 外套組合成殼體，在殼體前后兩端分別設(shè)置有前法蘭盤和后法蘭盤，并構(gòu)成包括有水循環(huán) 冷卻通道的機(jī)體，定子安裝在機(jī)體內(nèi)，定子中間通孔處安裝有軸體；所述的軸體前段為半球 形狀、構(gòu)成前支承半球，軸體后端通過軸向螺釘與后支承半球連接，所述的軸體和后支承半 球構(gòu)成轉(zhuǎn)軸；在機(jī)體前后兩端分別通過徑向螺釘安裝有球形軸承內(nèi)套，在球形軸承內(nèi)套外 安裝有球形軸承外套，所述的球形軸承內(nèi)套和球形軸承外套構(gòu)成球形空氣軸承，并沿軸向 開有中心通孔，轉(zhuǎn)軸位于球形空氣軸承的中心通孔中；所述的球形軸承內(nèi)套內(nèi)部帶有空氣 供給流道和數(shù)排節(jié)流小孔、內(nèi)套內(nèi)表面為與支承半球?qū)?yīng)的球窩。本實(shí)用新型所述的球形空氣軸承與轉(zhuǎn)軸之間采用氣體支撐方式。本實(shí)用新型所述的墊片安裝在軸體后端與后支承半球之間的接觸面上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果1、由于本實(shí)用新型提出了一種采用氣體球軸承支承的電主軸設(shè)計(jì)，軸承支承面為 球面，氣體通過節(jié)流小孔后能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸徑向和軸向的支承作用，簡(jiǎn)化了電主軸的結(jié) 構(gòu)。2、本實(shí)用新型采用方便拆卸球軸承支承方式，通過設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)，如供氣孔 直徑、數(shù)目、供氣孔包角大小可方便達(dá)到調(diào)整了電主軸的軸向或徑向載荷目的，這在一定程 度上改善了氣體靜壓軸承對(duì)于不同使用要求的適應(yīng)能力。3、本實(shí)用新型采用墊片調(diào)節(jié)氣膜間隙，通過更換不同厚度的墊片，即可達(dá)到調(diào)節(jié)
3間隙的目的，方便可靠。
本實(shí)用新型共有附圖3張，其中圖1是采用氣體靜壓軸承支承的電主軸的左視構(gòu)造示意圖。圖2是圖1的A-A剖面構(gòu)造示意圖。圖3是圖1的B-B剖面構(gòu)造示意圖。圖中1、軸體，2、球形軸承外套，3、球形軸承內(nèi)套，4、前法蘭盤，5、殼體內(nèi)套，6、殼 體外套，7、定子，8、后法蘭盤，9、墊片，10、后支承半球，11、軸向螺釘，12、徑向螺釘，13、進(jìn)氣 通道，14、排氣通道，15、冷卻水供給通道，16、冷卻水回流通道，17、前腔，18、中前腔，19、中 后腔，20、后腔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1-3所示，一種采用氣體靜 壓軸承支承的電主軸，包括軸體1、前法蘭盤4、殼體內(nèi)套5、殼體外套6、定子7、后法蘭盤8、 受支承半球；所述的殼體內(nèi)套5和殼體外套6組合成殼體，在殼體前后兩端分別設(shè)置有前法 蘭盤4和后法蘭盤8，并構(gòu)成包括有水循環(huán)冷卻通道的機(jī)體，定子7安裝在機(jī)體內(nèi)，定子7中 間通孔處安裝有軸體1 ；所述的軸體1前段為半球形狀、構(gòu)成前支承半球，軸體1后端通過 軸向螺釘11與后支承半球10連接，所述的軸體1和后支承半球10構(gòu)成轉(zhuǎn)軸；在機(jī)體前后 兩端分別通過徑向螺釘12安裝有球形軸承內(nèi)套3，在球形軸承內(nèi)套3外安裝有球形軸承外 套2，所述的球形軸承內(nèi)套3和球形軸承外套2構(gòu)成球形空氣軸承，并沿軸向開有中心通孔， 轉(zhuǎn)軸位于球形空氣軸承的中心通孔中；所述的球形軸承內(nèi)套3內(nèi)部帶有空氣供給流道和數(shù) 排節(jié)流小孔、內(nèi)套內(nèi)表面為與支承半球?qū)?yīng)的球窩。所述的球形空氣軸承與轉(zhuǎn)軸之間采用 氣體支撐方式。所述的墊片9安裝在軸體1后端與后支承半球10之間的接觸面上。本實(shí)用新型的工作原理是從后法蘭盤8上的徑向進(jìn)氣通道13通入壓縮空氣，壓 縮空氣通過殼體內(nèi)的軸向空氣供給通道與前法蘭盤4和后法蘭盤8上的軸向通氣孔，進(jìn)入 球形空氣軸承內(nèi)的空氣供給流道、節(jié)流孔，給轉(zhuǎn)軸上的受支承半球施以承載力，使轉(zhuǎn)軸進(jìn)入 工作狀態(tài)，排出的空氣一部分從球形空氣軸承的中心通孔直接進(jìn)入大氣，另一部分進(jìn)入電 主軸內(nèi)部腔室，從后法蘭盤8上的徑向排氣通道14排入大氣；同時(shí)從后法蘭盤8上的冷卻 水供給通道15通入冷卻水，冷卻水經(jīng)過殼體的螺旋形水槽，從前法蘭盤4上的冷卻水回流 通道16回流，這樣主要冷卻定子7和轉(zhuǎn)子部分，可以保持主軸的工作溫度。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的工作過程作進(jìn)一步描述圖2所示是本實(shí)用新型的空氣流道剖面圖，氣體從徑向進(jìn)氣通道13進(jìn)入電主軸， 通過殼體內(nèi)套5、前法蘭盤4、后法蘭盤8、球形軸承外套2和球形軸承內(nèi)套3，進(jìn)入節(jié)流小 孔，對(duì)球軸承面形成支承作用。排出的氣體一部分直接排入大氣中，而另一部分氣體分別進(jìn) 入前腔17和后腔20，再分別進(jìn)入軸體1和法蘭盤及定子7之間的中前腔18和中后腔19， 最后通過后法蘭盤8上的排氣通道14排入大氣。排出氣體在通過定子7時(shí)也攜帶走了部 分熱量，起到了冷卻效果。圖3所示是本實(shí)用新型的冷卻液流道剖面圖，冷卻液從冷卻水供給通道15通入，經(jīng)過殼體上的螺旋形通道對(duì)定子7進(jìn)行冷卻，冷卻液從冷卻水回流通道16排出，確保驅(qū)動(dòng) 裝置的有效工作。 如圖2-3所示，由殼體內(nèi)套5和殼體外套6組成的殼體與前法蘭盤4、后法蘭盤8 由每邊各4個(gè)螺釘連接；球形軸承內(nèi)套3與球形軸承外套2通過壓力配合、作為一個(gè)整體與 前法蘭盤4和后法蘭盤通過徑向螺釘12連接；軸體1和受支承半球10由軸向螺釘11連接 固定，受支承半球10內(nèi)安裝墊片9，用以調(diào)節(jié)氣膜間隙。
權(quán)利要求一種采用氣體靜壓軸承支承的電主軸，包括軸體(1)、前法蘭盤(4)、殼體內(nèi)套(5)、殼體外套(6)、定子(7)、后法蘭盤(8)；所述的殼體內(nèi)套(5)和殼體外套(6)組合成殼體，在殼體前后兩端分別設(shè)置有前法蘭盤(4)和后法蘭盤(8)，并構(gòu)成包括有水循環(huán)冷卻通道的機(jī)體，定子(7)安裝在機(jī)體內(nèi)，定子(7)中間通孔處安裝有軸體(1)；其特征在于所述的軸體(1)前段為半球形狀、構(gòu)成前支承半球，軸體(1)后端通過軸向螺釘(11)與后支承半球(10)連接，所述的軸體(1)和后支承半球(10)構(gòu)成轉(zhuǎn)軸；在機(jī)體前后兩端分別通過徑向螺釘(12)安裝有球形軸承內(nèi)套(3)，在球形軸承內(nèi)套(3)外安裝有球形軸承外套(2)，所述的球形軸承內(nèi)套(3)和球形軸承外套(2)構(gòu)成球形空氣軸承，并沿軸向開有中心通孔，轉(zhuǎn)軸位于球形空氣軸承的中心通孔中；所述的球形軸承內(nèi)套(3)內(nèi)部帶有空氣供給流道和數(shù)排節(jié)流小孔、內(nèi)套內(nèi)表面為與支承半球?qū)?yīng)的球窩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣體靜壓軸承支承的電主軸，其特征在于所述的 球形空氣軸承與轉(zhuǎn)軸之間采用氣體支撐方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣體靜壓軸承支承的電主軸，其特征在于所述的 墊片(9)安裝在軸體(1)后端與后支承半球(10)之間的接觸面上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種采用氣體靜壓軸承支承的電主軸，包括軸體、前法蘭盤、殼體內(nèi)套、殼體外套、定子、后法蘭盤；所述的軸體前段為半球形狀、構(gòu)成前支承半球，軸體后端通過軸向螺釘與后支承半球連接；在前法蘭盤前端和后法蘭盤后端分別安裝有球形軸承內(nèi)套，在球形軸承內(nèi)套外安裝有球形軸承外套，所述的球形軸承內(nèi)套和球形軸承外套構(gòu)成球形空氣軸承，并沿軸向開有中心通孔；所述的球形軸承內(nèi)套內(nèi)部帶有空氣供給流道和數(shù)排節(jié)流小孔、內(nèi)套內(nèi)表面為與支承半球?qū)?yīng)的球窩。本實(shí)用新型的軸承支承面為球面，氣體通過節(jié)流小孔后能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸徑向和軸向的支承作用，簡(jiǎn)化了電主軸的結(jié)構(gòu)，并在一定程度上改善了氣體靜壓軸承對(duì)于不同使用要求的適應(yīng)能力。
文檔編號(hào)B23B19/02GK201752769SQ201020254719
公開日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者于賀春, 關(guān)廣豐, 熊偉, 王海濤, 馬文琦 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)