專利名稱：一種動靜壓主軸裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機械裝配部件，具體的說，是涉及一種動靜壓主軸裝置。
背景技術：
數(shù)控機床正朝著超高速超精密方向發(fā)展，機床主軸作為數(shù)控機床的核心部件決定了機床的性能水平?，F(xiàn)行的高速主軸軸承技術中，滾動軸承較大的振動與噪聲、磁力軸承過于復雜的控制系統(tǒng)以及氣體軸承較低的承載能力限制了其進一步發(fā)展。液體動靜壓支承方式因其優(yōu)良的高速性能、高減振性、高回轉精度、高剛度、小阻尼和長壽命等優(yōu)點，被廣泛應用于高速精密機床領域。目前，普通液體動靜壓主軸的主要問題是潤滑油溫升引起主軸精度誤差過大、摩擦副磨損造成主軸壽命低等。傳統(tǒng)動靜壓主軸為油潤滑，主軸高速運轉時油溫過高，一方面油的粘度降低影響主軸承載剛度，另一方面引起主軸高溫變形，均會影響主軸精度和運轉穩(wěn)定性。另外傳統(tǒng)主軸的摩擦副材料均為金屬，耐磨性、高溫強度、耐腐蝕性等性能均不理
術g
；ο為了解決油潤滑主軸的溫升問題，出現(xiàn)了以水作為潤滑液的主軸，但是由于水粘度低，導致水潤滑主軸的承載能力差。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的是普通油潤滑主軸高速下溫升過高、水潤滑主軸承載能力小，傳統(tǒng)主軸-軸承金屬摩擦副耐磨損性差、熱膨脹系數(shù)高，以及簡單陶瓷滑動軸承不能適應主軸使用要求的問題，提供一種水基潤滑液潤滑的動靜壓陶瓷主軸裝置。為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過以下的技術方案予以實現(xiàn)—種動靜壓陶瓷主軸裝置，包括主軸和機座，所述主軸上設置有具有徑向承壓功能和止推功能的軸承；所述主軸上軸承包括陶瓷軸套與陶瓷軸瓦構成的陶瓷摩擦副，同時以金屬材料零件對所述陶瓷軸套與所述陶瓷軸瓦的非摩擦副表面構成全包容結構。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的動靜壓陶瓷主軸裝置，能夠改善油潤滑主軸高速下溫升過高、水潤滑主軸承載能力小的問題，提高軸承-主軸摩擦副的耐磨性、耐化學腐蝕性和抗熱膨脹性，能夠提高主軸轉速、承載能力、運行壽命、運轉穩(wěn)定性、運轉精度。本發(fā)明中主軸裝置的潤滑液優(yōu)選采用水基潤滑液，潤滑液的基礎液是水，加入增粘劑調節(jié)潤滑液的粘度。此水基潤滑液有兩方面效果一、主軸高速下潤滑液溫升低，解決了普通油潤滑主軸高速下油膜溫升過高的問題，從而避免了高溫下潤滑油粘度降低帶來的主軸剛度、承載能力下降，而且能夠防止?jié)櫥驼扯韧唤祵е碌闹鬏S運轉穩(wěn)定性下降。二、 通過調節(jié)水基潤滑液的粘度，解決了水潤滑主軸承載能力差的問題。本發(fā)明中主軸裝置中摩擦副的材料為陶瓷，有以下效果一、陶瓷材料耐磨損、耐化學腐蝕，能夠提高主軸壽命，使主軸長期保持高精度狀態(tài)。二、陶瓷材料熱膨脹系數(shù)低，能夠使主軸和軸瓦高溫下的熱變形較小，使主軸精度受溫度影響小。三、陶瓷材料能夠適應水基潤滑液低粘度潤滑易發(fā)生邊界摩擦和干摩擦的狀態(tài)。 本發(fā)明中主軸裝置在結構設計上采用適應主軸徑向承壓功能和軸向止推功能的軸承的布置形式，同時采用金屬對陶瓷摩擦副全包容的結構，且各陶瓷零件在設計上應避免形狀突變。采用以上結構形式，有以下效果一、為適應主軸工作要求，主軸的支承軸承均為陶瓷動靜壓軸承，且同時具有徑向承壓功能和軸向止推功能。二、主軸采用金屬對陶瓷摩擦副全包容的結構，這是為了彌補陶瓷材料拉伸強度差、脆性大的不足，防止陶瓷零件受到大的拉伸作用或零件邊緣受力過大發(fā)生斷裂。三、各陶瓷零件在設計上避免了形狀突變，減少陶瓷零件內部的應力集中，防止由于陶瓷零件本身設計缺陷造成斷裂事故。


圖1是實施例1的整體裝配示意圖2是圖1中前主軸襯套的結構示意圖3是圖2的A7-A7剖視圖4是圖1中前軸套端蓋的結構示意圖5是圖4的A2-A2剖視圖6是圖1中前軸瓦襯套的結構示意圖7是圖6的A17-A17剖視圖8是圖7的仰視圖9是圖S的B17-B17剖視圖10是圖8的C17-C17剖視圖11是圖1中前徑向陶瓷軸瓦的結構示意圖
圖12是圖11的A18-A18剖視圖13是圖11的B18-B18剖視圖14是圖1中止推陶瓷右軸瓦的結構示意圖
圖15是圖14的A19-A19剖視圖16是圖14的后視圖17是圖1中前軸瓦端蓋的結構示意圖18是圖17的A21-A21剖視圖19是圖17的B21-B21剖視圖20是圖17的仰視圖21是圖20的C21-C21剖視圖22是圖20的D21-D21剖視圖M是圖1中后軸套端蓋的結構示意圖M是圖23的A9-A9剖視圖W是圖1中后主軸襯套的結構示意圖26是圖25的All-All剖視圖27是圖1中后軸瓦端蓋的結構示意圖28是圖27的A12-A12剖視圖四是圖27的仰視圖；圖30是圖29的B12-B12剖視圖；圖31是圖29的C12-C12剖視圖；圖32是圖1中后陶瓷軸瓦的結構示意圖；圖33是圖32的B13-B13剖視圖；圖33是圖32的A13-A13剖視圖；圖35是圖1中后軸瓦襯套的結構示意圖；圖36是圖35的A14-A14剖視圖；圖37是圖36的仰視圖；圖38是圖37的B14-B14剖視圖；圖39是圖37的C14-C14剖視圖；圖40是圖1的潤滑液流向示意圖；圖41是實施例2的整體裝配示意圖；圖42是圖41中軸瓦端蓋的結構示意圖；圖43是圖42的的A23-A23剖視圖；圖44是圖43的仰視圖；圖45是圖44的B23-B23剖視圖；圖46是圖44的C23-C23剖視圖；圖47是圖41中軸瓦襯套的結構示意圖；圖48是圖47的的AM-AM剖視圖；圖49是圖48的仰視圖；圖50是圖49的DM-DM剖視圖；圖51是圖49的C24-C24剖視圖；圖52是圖41中錐形陶瓷軸瓦的結構示意圖；圖53是圖52的A25-A25剖視圖；圖54是圖52的B25-B25剖視圖；圖55是圖41中錐形陶瓷軸套的結構示意圖；圖56是圖55的剖視圖；圖57是圖41中主軸襯套的結構示意圖；圖58是圖57的A27-A27剖視圖；圖59是實施例3的整體裝配示意圖；圖60是圖59中軸瓦端蓋的結構示意圖；圖61是圖60的A28-A28剖視圖；圖62是圖59中止推軸瓦襯套的結構示意圖；圖63是圖62的A29-A29剖視圖；圖64是圖59中止推軸套襯套的結構示意圖；圖65是圖64的A30-A30剖視圖；圖66是圖59中止推陶瓷軸瓦的結構示意圖；圖67是圖66的A32-A32剖視圖68是圖59中徑向陶瓷軸瓦的結構示意圖；圖69是圖68的A33-A33剖視圖；圖70是圖68的B33-B33剖視圖。圖中1 主軸；2 前軸套端蓋，2-1 :內螺紋；3 前陶瓷左軸套；4 止推陶瓷軸套； 5 止推軸套襯套；6 前陶瓷右軸套；7 前主軸襯套，7-1 外螺紋，7-2 凸緣；8 轉子；9 后軸套端蓋，9-1 :內螺紋；10 后陶瓷軸套；11 后主軸襯套，11-1 外螺紋，11-2 凸緣；12 后軸瓦端蓋，12-1 端蓋固定螺釘孔，12-2 后軸瓦固定螺栓孔，12-3 第一泄液環(huán)狀凹槽， 12-4 第二泄液環(huán)狀凹槽，12-5 第三泄液環(huán)狀凹槽，12-6 第一泄液孔，12-7 第二泄液孔， 12-8 第三泄液孔，12-9 橫向泄液孔；13 后陶瓷軸瓦，13-1 進液環(huán)狀凹槽，13-2 進液孔，13-3 節(jié)流器，13-4 液腔；14 后軸瓦襯套，14-1 螺紋孔，14-2 螺栓孔，14-3 第三泄液環(huán)狀凹槽，14-4 第二泄液環(huán)狀凹槽，14-5 第一泄液環(huán)狀凹槽，14-6 第三泄液孔，14-7 徑向進液孔，14-8 徑向進液環(huán)狀凹槽，14-9 橫向泄液孔，14-10 第一泄液孔，14-11 第二泄液孔，14-12 徑向內孔；15 定子；16 機座；17 前軸瓦襯套，17_1 密封圈槽，17_2 止推橫進液孔，17-3 徑向進液孔，17-4 徑向進液環(huán)狀凹槽，17-5 第一泄液環(huán)狀凹槽，17-6 第二泄液環(huán)狀凹槽，17-7 第三泄液環(huán)狀凹槽，17-8 第三泄液孔，17-9 橫向泄液孔，17-10 第四泄液孔，17-11 止推內孔，17-12 第四泄液環(huán)狀凹槽，17-13 徑向內孔，17-14 止推進液環(huán)狀凹槽，17-15 止推豎進液孔，17-16 第一泄液孔，17-17 第二泄液孔；18 前徑向陶瓷軸瓦，18-1 進液環(huán)狀凹槽，18-2 液腔，18-3 進液孔，18-4 節(jié)流器；19 止推陶瓷右軸瓦，19-1 液腔，19-2 進液環(huán)狀凹槽，19-3 進液孔，19-4 節(jié)流器；20 止推陶瓷左軸瓦； 21 前軸瓦端蓋，21-1 止推進液孔，21-2 第三泄液環(huán)狀凹槽，21-3 第二泄液環(huán)狀凹槽， 21-4 第一泄液環(huán)狀凹槽，21-5 第三泄液孔，21-6 第一泄液孔，21_7 橫向泄液孔，21_8 止推泄液孔，21-9 止推進液環(huán)狀凹槽，21-10 止推內孔，21-11 第二泄液孔，21-12 止推泄液環(huán)狀凹槽；22 軸套端蓋；23 軸瓦端蓋，23_1 第三泄液環(huán)狀凹槽，23_2 第二泄液環(huán)狀凹槽，23-3 第一泄液環(huán)狀凹槽，23-4 第三泄液孔，23-5 第二泄液孔，23_6 第一泄液孔，
23-7橫向泄液孔；24 軸瓦襯套，24-1 橫向泄液孔，24_2 進液孔，24_3 進液環(huán)狀凹槽，
24-4第一泄液環(huán)狀凹槽，24-5 第二泄液環(huán)狀凹槽，24-6 第三泄液環(huán)狀凹槽，24_7 第三泄液孔，24-8 第二泄液孔，24-9 第一泄液孔，24-10 徑向內孔；25 錐形陶瓷軸瓦，25_1 進液環(huán)狀凹槽，25-2 進液孔，25-3 液腔，25-4 節(jié)流器；26 錐形陶瓷軸套；27 主軸襯套， 27-1 凸緣；28 軸瓦端蓋，28-1 泄液環(huán)狀凹槽，28_2 泄液孔；29 止推軸瓦襯套，29_1 泄液環(huán)狀凹槽，29-2 泄液孔，29-3 止推內孔，29-4:徑向內孔；30 止推軸套襯套，30_1 止推內孔；31 止推陶瓷軸套；32 止推陶瓷軸瓦，32-1 環(huán)狀液腔；33 徑向陶瓷軸瓦，33_1 徑向進液環(huán)狀凹槽，33-2 徑向進液孔，33-3 液腔，33-4 節(jié)流器；34 徑向陶瓷軸套；35 主軸襯套；36 鎖緊部件。
具體實施例方式本發(fā)明針對普通油潤滑主軸高速下溫升過高、水潤滑主軸承載能力小的問題，提出了一種動靜壓陶瓷主軸裝置，其中主軸的潤滑劑為水基潤滑液。為解決傳統(tǒng)主軸-軸承金屬摩擦副耐磨損性差、熱膨脹系數(shù)高的問題，且為適應水基潤滑液低粘度潤滑易發(fā)生邊界摩擦和干摩擦的狀態(tài)，本發(fā)明中的主軸-軸承摩擦副材料為陶瓷材料?，F(xiàn)有的陶瓷滑動軸承結構過于簡單，不能適應主軸工作需要，且陶瓷零件易出現(xiàn)應力集中，本發(fā)明中主軸結構設計上采用適應主軸的具有徑向承壓功能和軸向止推功能的陶瓷動靜壓軸承布置形式， 同時采用金屬對陶瓷摩擦副全包容的結構，且各陶瓷零件在設計上避免形狀突變。下面結合附圖和實施例，大致按照結構上由內向外的順序對本發(fā)明作進一步的詳細描述實施例1實施例1披露了一種的精密型動靜壓陶瓷主軸裝置。如圖1所示，主軸1上安裝有轉子8，轉子8外部對應設置有安裝在機座16上的定子15，轉子8前端的主軸1上安裝有徑向-雙向止推前軸承，轉子10后端的主軸上安裝有徑向后軸承。其中，零件前軸套端蓋2、前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4、止推軸套襯套5、前陶瓷右軸套6、前主軸襯套7、轉子8、后軸套端蓋9、后陶瓷軸套10、后主軸襯套11固連在一起，隨主軸1旋轉；零件后軸瓦端蓋12、后陶瓷軸瓦13、后軸瓦襯套14、定子15、前軸瓦襯套17、前徑向陶瓷軸瓦18、止推陶瓷右軸瓦19、止推陶瓷左軸瓦20、前軸瓦端蓋21為固定件，固定在機座16內靜止不動。 工作時潤滑液流動如圖40中箭頭所示，由機座16上方供液孔注入，從機座16下方排液孔排出。潤滑液從供液孔注入后，分成左右兩路分別供給徑向-雙向止推前軸承和徑向后軸承，左路潤滑液再次分為兩路，向左供給止推軸承，向下供給徑向軸承，潤滑液經(jīng)過前后軸承后再匯聚到排液孔排出，油路結構簡單，便于制造，使供液和排液更加簡單緊湊。本實施例是以電機轉子10和定子15布置在主軸1中部為例的，除此以外，也可以將電機轉子10和定子15布置在主軸1后端，亦可采用外置電機經(jīng)傳動件帶動主軸1旋轉的方式。徑向-雙向止推前軸承由前軸套端蓋2、前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4、止推軸套襯套5、前陶瓷右軸套6、前主軸襯套7、前軸瓦襯套17、前徑向陶瓷軸瓦18、止推陶瓷右軸瓦19、止推陶瓷左軸瓦20、前軸瓦端蓋21構成。具體地，徑向-雙向止推前軸承包括用于固定裝配在主軸1上的金屬制前主軸襯套7，前主軸襯套7的右端面緊靠主軸1左軸肩。結合圖2和圖3所示，前主軸襯套7 —端具有呈凸起擋肩結構的凸緣7-2，凸緣7-2方便對下述前陶瓷右軸套6進行軸向定位，為了實現(xiàn)全包容，凸緣7-2的外徑與前陶瓷左軸套3和前陶瓷右軸套6的外徑相等；另一端加工出一定長度的外螺紋7-1，以便和下述前軸套端蓋2實現(xiàn)螺紋配合，對前軸套端蓋2進行軸向定位。前主軸襯套7上裝配有前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4和前陶瓷右軸套6，前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4和前陶瓷右軸套6共同組裝后構成徑向-雙向止推前軸承的陶瓷軸套。在徑向上，這部分采用的裝配形式可以為粘接，其中粘接的粘結劑包括環(huán)氧樹脂、 高溫無機膠等有機與無機粘結劑；也可以為過盈裝配，具體為將金屬制的前主軸襯套7以冷裝的形式使其外徑減小，待其與陶瓷軸套之間產(chǎn)生一定間隙后，再裝配到設定位置，下述類似裝配形式同理。在軸向上同樣采用粘接或者過盈配合的方式，前陶瓷右軸套6的右端面緊貼前主軸襯套7的凸緣7-2左端面，止推陶瓷軸套4右端面緊貼前陶瓷右軸套6左端面，前陶瓷左軸套3右端面緊貼止推陶瓷軸套4左端面。前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4和前陶瓷右軸套6三個零件分別加工能夠避免形狀突變，減小單件式軸套在形狀突變處的應力集中，同時也更便于加工，提高加工精度。止推陶瓷軸套4外圈裝配有止推軸套襯套5，其材質為金屬，用于提高止推陶瓷軸套4的外圈邊緣抗沖擊性。前主軸襯套7帶有外螺紋7-1的端部裝配有前軸套端蓋2，前軸套端蓋2的右端面緊貼前陶瓷左軸套3的左端面，從而實現(xiàn)對軸套端蓋2的定位。如圖4和圖5所示，前軸套端蓋2內圈加工出內螺紋2-1，與前主軸襯套7的外螺紋7-1實現(xiàn)螺紋配合，以將前軸套端蓋2緊固在前主軸襯套7端部；同時前軸套端蓋2與前陶瓷左軸套3外徑相等，完成對徑向-雙向止推前軸承中陶瓷材料的全包容結構，有效改善了軸承受力條件。前軸瓦襯套17以其凸緣右端面與機座16的左端面緊靠定位而固定在機座16 上。如圖6至圖10所示，前軸瓦襯套17包括止推結構和徑向結構，徑向結構包括徑向內孔 17-13，徑向內孔17-13側壁設置有徑向進液環(huán)狀凹槽17-4，徑向進液環(huán)狀凹槽17-4頂端連接有一個延伸到前軸瓦襯套17外部并與機座16內供液孔相通的徑向進液孔17-3。前軸瓦襯套17靠近定子15的端部設置有三級泄液結構，由內向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽 17-5和設置在其底端的第一泄液孔17-16、第二泄液環(huán)狀凹槽17-6和設置在其底端的第二泄液孔17 — 17、第三泄液環(huán)狀凹槽17-7和設置在其底端的第三泄液孔17-8，具體布置形式詳見圖19至圖21。止推結構包括止推內孔17-11，止推內孔17-11端面設置有止推進液環(huán)狀凹槽17-14，止推進液環(huán)狀凹槽17-14頂端連接有止推豎進液孔17-15，止推豎進液孔 17-15連接有與其垂直的止推橫進液孔17-2，止推橫進液孔17-2與機座16內供液孔相通。 徑向內孔17-13靠近止推內孔17-11—端側壁設置有第四泄液環(huán)狀凹槽17-12，第四泄液環(huán)狀凹槽17-12底端設置有第四泄液孔17-10，第四泄液孔17-10連接有橫向泄液孔17_9，橫向泄液孔17-9與機座16內排液孔相通。前軸瓦襯套17的徑向內孔17-13內固定有前徑向陶瓷軸瓦18，如圖11至圖13所示，前徑向陶瓷軸瓦18以徑向內孔17-13的右端面為定位基準，同時前徑向陶瓷軸瓦18右端面與前陶瓷右軸套6右端面齊平。前徑向陶瓷軸瓦18外部對應于徑向進液環(huán)狀凹槽17-4 的位置設置有進液環(huán)狀凹槽18-1，徑向進液環(huán)狀凹槽17-4與進液環(huán)狀凹槽18-1共同構成介于金屬材料和陶瓷材料兩種材料之間的環(huán)形回路。進液環(huán)狀凹槽18-1底部設置有若干周向均布的進液孔18-3，其個數(shù)一般為3個至8個，陶瓷軸瓦18內壁對應于進液孔18-3位置設置有液腔18-2，其具體結構可以是深液腔、淺液腔、楔面液腔、縫隙式液腔或者小孔液油腔等，根據(jù)實際工況選擇，下述其他零件的類似結構同理。進液孔18-3和液腔18-2之間設置有節(jié)流器18-4，其結構具體可以是毛細管節(jié)流器、小孔式節(jié)流器或者多孔質節(jié)流器等， 根據(jù)實際工況選擇，下述其他零件的類似結構同理。前軸瓦襯套17的止推內孔17-11內固定有止推陶瓷右軸瓦19，如圖14至圖16 所示，止推陶瓷右軸瓦19 一端面對應于止推進液環(huán)狀凹槽17-14位置設置有進液環(huán)狀凹槽 19-2，止推進液環(huán)狀凹槽17-14與進液環(huán)狀凹槽19-2共同構成介于金屬材料和陶瓷材料兩種材料之間的環(huán)形回路。進液環(huán)狀凹槽19-2底部設置有若干周向均布的進液孔19-3，止推陶瓷右軸瓦19另一端面對應于進液孔19-3位置設置有液腔19-1。進液孔19-3和液腔 19-1之間設置有節(jié)流器19-4。止推陶瓷左軸瓦20的結構與止推陶瓷右軸瓦19對稱，固定于前軸瓦端蓋21上。如圖17至圖19所示，前軸瓦端蓋21設置有用于固定安裝止推陶瓷左軸瓦20的止推內孔 21-10，止推內孔21-10端面設置有與止推陶瓷左軸瓦20的進液環(huán)狀凹槽相對應的止推進液環(huán)狀凹槽21-9，兩者共同構成介于金屬材料和陶瓷材料兩種材料之間的環(huán)形回路，止推進液環(huán)狀凹槽21-9頂端設置有與止推橫進液孔17-2連接的止推進液孔21-1。前軸瓦端蓋21靠近主軸1前端設置有三級泄液結構，由內向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽21-4和設置在其底端的第一泄液孔21-6、第二泄液環(huán)狀凹槽21-3和設置在其底端的第二泄液孔 21-11、第三泄液環(huán)狀凹槽21-2和設置在其底端的第三泄液孔21-5，具體布置形式詳見圖 20至圖22 ；三級泄液結構通過橫向泄液孔21-7和前軸瓦襯套17的對應通孔連通到機座16 內排液孔。前軸瓦端蓋21上在止推軸套襯套5外側位置設置有止推泄液環(huán)狀凹槽21-12， 止推泄液環(huán)狀凹槽21-12底端連接有通至中間第一泄液孔21-6的止推泄液孔21-8。陶瓷材料制成的前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4和前陶瓷右軸套6共同構成陶瓷軸套，前徑向陶瓷軸瓦18、止推陶瓷右軸瓦19、止推陶瓷左軸瓦20共同構成陶瓷軸瓦，陶瓷軸套與陶瓷軸瓦構成徑向-雙向止推前軸承的陶瓷摩擦副。具體地，前陶瓷右軸套6與前徑向陶瓷軸瓦18之間、前陶瓷左軸套3與止推陶瓷左軸瓦20之間、前陶瓷右軸套6左端一部分與止推陶瓷右軸瓦19之間構成徑向軸承間隙；止推陶瓷軸套4的兩側分別與止推陶瓷右軸瓦19、止推陶瓷左軸瓦20構成止推軸承間隙。具體的徑向軸承間隙和止推軸承間隙值應視工作條件而定，范圍包括從毫米級至微米級。除陶瓷摩擦副涉及的接觸面以外，陶瓷軸套與陶瓷軸瓦的其他表面由金屬材料制成的前軸套端蓋2、止推軸套襯套5、前主軸襯套7、 前軸瓦襯套17、前軸瓦端蓋21分別進行包容，從而形成徑向-雙向止推前軸承的全包容結構，較只由陶瓷摩擦副構成的軸承結構而言改善了受力情況，有效改善了主軸上陶瓷零件的應力集中現(xiàn)象，彌補了陶瓷零件拉伸強度差、脆性大等材料缺陷，大大提高了主軸使用的安全性和可靠性。上述前徑向陶瓷軸瓦18的左端面和止推陶瓷右軸瓦19的右端面沒有金屬包容，這是為了縮短軸承長度、提高可加工性，若遇到大沖擊載荷工況，可在上述前徑向陶瓷軸瓦18的左端面和止推陶瓷右軸瓦19的右端面增加金屬包容零件，更好的保護前徑向陶瓷軸瓦18和止推陶瓷右軸瓦19。在工作過程中，先將潤滑液以一定的液壓由機座16的總供液孔注入，供給徑向-雙向止推前軸承的潤滑液分為兩路，向左供給止推軸承，向下供給徑向軸承。供給徑向軸承的潤滑液先由徑向進液孔17-3進入徑向進液環(huán)狀凹槽17-4與進液環(huán)狀凹槽18-1構成的環(huán)形回路，隨后沿前徑向陶瓷軸瓦18的進液孔18-3和節(jié)流器18-4 流入液腔18-2，前陶瓷右軸套6與前徑向陶瓷軸瓦18之間的徑向軸承間隙形成完整承載液膜，節(jié)流器18-4將靜壓效應發(fā)揮得更加充分；在主軸1帶動陶瓷軸套中的前陶瓷右軸套6 旋轉時，前陶瓷右軸套6與前徑向陶瓷軸瓦18和止推陶瓷右軸瓦19之間將產(chǎn)生明顯的動壓效應，提高整個軸承的徑向承載能力與剛度。徑向軸承間隙中的潤滑液再分別通過前軸瓦襯套17的三級泄液結構和第四泄液環(huán)狀凹槽17-12及第四泄液孔17-10排出，三級泄液結構能夠使?jié)櫥和耆氐綑C座16的排液孔，增強徑向-雙向止推前軸承密封效果。而供給止推軸承的潤滑液再分為兩路，一路通過止推橫進液孔17-2和止推豎進液孔17-15，進入止推進液環(huán)狀凹槽17-14與進液環(huán)狀凹槽19-2構成的環(huán)形回路，隨后沿止推陶瓷右軸瓦19的進液孔19-3和節(jié)流器19-4流入液腔19-1，止推陶瓷右軸瓦19與止推陶瓷軸套4之間的止推軸承間隙形成完整承載液膜，節(jié)流器19-4將靜壓效應發(fā)揮得更加充分；在主軸1帶動陶瓷軸套中的止推陶瓷軸套4旋轉時，止推陶瓷軸套4和止推陶瓷右軸瓦 19之間將產(chǎn)生明顯的動壓效應。同理，另一路通過止推進液孔21-1進入止推陶瓷左軸瓦 20的進液環(huán)狀凹槽與止推進液環(huán)狀凹槽21-9構成的環(huán)形回路，與止推陶瓷右軸瓦19形成對稱方向的動靜壓效應。止推軸承間隙中的潤滑液再分別通過前軸瓦端蓋21的三級泄液結構和前軸瓦襯套17的第四泄液環(huán)狀凹槽17-12及第四泄液孔17-10排出。由此可以看出，前軸瓦襯套17的第四泄液環(huán)狀凹槽17-12在功能上同時接受右止推軸承和徑向軸承的潤滑液回流，這樣，一個泄液槽接受兩側泄液，一方面結構更加緊湊，另一方面也能夠增強前軸承泄液效果。同時，止推陶瓷軸套4兩側的潤滑液還可以通過止推泄液環(huán)狀凹槽21-12 和止推泄液孔21-8排出，使止推陶瓷軸套4徑向外側的潤滑液也能夠順利排出。徑向后軸承由后軸套端蓋9、后陶瓷軸套10、后主軸襯套11、后軸瓦端蓋12、后陶瓷軸瓦13、后軸瓦襯套14構成。具體地，徑向后軸承包括左端面緊靠主軸1右軸肩的后軸套端蓋9，如圖23和圖 24所示，后軸套端蓋9右端設置有內螺紋9-1，內螺紋9-1用于與后主軸襯套11 一端的外螺紋11-1相配合，如圖39至圖40所示，所述后主軸襯套11的另一端設置有凸緣11-2，后主軸襯套11上安裝有后陶瓷軸套10，后陶瓷軸套10的右端面緊靠凸緣11-2內側，其結構如圖37至圖38所示。后軸套端蓋9、后陶瓷軸套10、后主軸襯套11之間，以及它們與主軸 1之間同樣采用粘接或者過盈配合裝配。后軸瓦襯套14以其左端面與后軸套端蓋9左端面齊平而固定在機座16上。如圖 35至圖39所示，后軸瓦襯套14包括徑向內孔14-12，徑向內孔14-12側壁設置有徑向進液環(huán)狀凹槽14-8，徑向進液環(huán)狀凹槽14-8頂端連接有一個延伸到后軸瓦襯套14外部并與機座16內供液孔相通的徑向進液孔14-7。后軸瓦襯套14靠近定子15的端部設置有三級泄液結構，由內向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽14-5和設置在其底端的第一泄液孔14-10、 第二泄液環(huán)狀凹槽14-4和設置在其底端的第二泄液孔14-11、第三泄液環(huán)狀凹槽14-3和設置在其底端的第三泄液孔14-6，具體布置形式詳見圖51至圖53。后軸瓦襯套14的凸臺端面還設置有用于固定下述后軸瓦端蓋12的螺紋孔14-1和螺栓孔14-2，并設置有兩個一端與機座16內泄液孔相通的橫向泄液孔14-9。后軸瓦襯套14的徑向內孔14-12內固定有后陶瓷軸瓦13，后陶瓷軸瓦13以徑向內孔14-12的左端面為定位基準，同時后陶瓷軸瓦13右端面與后陶瓷軸套10右端面齊平。 如圖32至圖34所示，后陶瓷軸瓦13外部對應于徑向進液環(huán)狀凹槽14-8的位置設置有進液環(huán)狀凹槽13-1，徑向進液環(huán)狀凹槽14-8與進液環(huán)狀凹槽13-1共同構成介于金屬材料和陶瓷材料兩種材料之間的環(huán)形回路。進液環(huán)狀凹槽13-1底部設置有若干周向均布的進液孔13-2，后陶瓷軸瓦13內壁對應于進液孔13-2位置設置有液腔13-4，進液孔13_2和液腔
13-4之間設置有節(jié)流器13-3。后軸瓦襯套14右端安裝有后軸瓦端蓋12，，如圖27至28所示，后軸瓦端蓋12軸向上設置有端蓋固定螺釘孔12-1和后軸瓦固定螺栓孔12-2，分別與螺紋孔14-1和螺栓孔
14-2對應。后軸瓦端蓋12也設置有三級泄液結構，由內向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽 12-3和設置在其底端的第一泄液孔12-6、第二泄液環(huán)狀凹槽12-4和設置在其底端的第二泄液孔12-7、第三泄液環(huán)狀凹槽12-5和設置在其底端的第三泄液孔12-8，具體布置形式詳見圖四至圖31 ；三級泄液結構通過橫向泄液孔12-9和橫向泄液孔14-9的對應通孔連通到機座16內排液孔。陶瓷材料制成的后陶瓷軸套10和后陶瓷軸瓦13構成徑向后軸承的陶瓷摩擦副， 后陶瓷軸套10和后陶瓷軸瓦13之間構成徑向軸承間隙，具體的徑向軸承間隙值應視工作條件而定，范圍包括從毫米級至微米級。除陶瓷摩擦副涉及的接觸面以外，后陶瓷軸套10 和后陶瓷軸瓦13的其他表面由金屬材料制成的后軸套端蓋9、后主軸襯套11、零件后軸瓦端蓋12、后軸瓦襯套14分別進行包容，從而形成徑向后軸承的全包容結構。上述后陶瓷軸瓦13的右端面由后軸瓦端蓋12的左端面進行包容，后軸瓦端蓋12在起到包容作用的同時，還起到了密封的作用，此結構比單獨做后陶瓷軸瓦13的金屬包容件再做端蓋密封件要簡單，若遇到較大載荷、較大沖擊的工作情況，也可單獨做金屬包容件加強包容效果，更好的保護陶瓷件。在工作過程中，先將潤滑液以一定的液壓由機座16的總供液孔注入，供給徑向后軸承的潤滑液先由徑向進液孔14-7進入徑向進液環(huán)狀凹槽14-8與進液環(huán)狀凹槽13-1構成的環(huán)形回路，隨后沿后陶瓷軸瓦13的進液孔13-2和節(jié)流器13-3流入液腔13-4，后陶瓷軸套10和后陶瓷軸瓦13之間的徑向軸承間隙形成完整承載液膜，節(jié)流器13-3將靜壓效應發(fā)揮得更加充分；在主軸1帶動后陶瓷軸套10旋轉時，后陶瓷軸套10和后陶瓷軸瓦13之間將產(chǎn)生明顯的動壓效應，提高整個軸承的徑向承載能力與剛度。徑向軸承間隙中的潤滑液再分別通過后軸瓦襯套14和后軸瓦端蓋12的三級泄液結構排出。實施例2實施例2披露了一種動靜壓陶瓷主軸裝置。如圖41所示，軸套端蓋22、錐形陶瓷軸套沈、主軸襯套27固連在一起，隨主軸1旋轉；為固定件，軸瓦端蓋23、軸瓦襯套M、錐形陶瓷軸瓦25為固定件，固定在機座16內靜止不動。如圖41所示，主軸1上安裝有轉子8，轉子8外部對應設置有安裝在機座16上的定子15，主軸1前后分別對稱地安裝有錐面軸承。本實施例是以電機轉子8和定子15布置在主軸1中部為例的，除此以外，也可以將電機轉子8和定子15布置在主軸1后端，亦可采用外置電機經(jīng)傳動件帶動主軸1旋轉的方式。下面以主軸1前端軸承為例詳細說明軸承結構，結合圖57和圖58所示，主軸襯套 27粘接或過盈裝配在主軸1上，其凸緣27-1的右端面緊靠在主軸1的左軸肩。主軸襯套 27上粘接或過盈裝配有錐形陶瓷軸套沈和軸套端蓋22，如圖55和56所示，錐形陶瓷軸套 26為圓臺形狀，即其外徑面為錐面結構，其較大外徑一端的端面緊靠凸緣27-1內側，凸緣 27-1對錐形陶瓷軸套沈軸向定位，且凸緣27-1外徑與錐形陶瓷軸套沈最大外徑相等。軸套端蓋22右端面緊靠陶瓷軸套沈較小外徑一端的端面，且軸套端蓋22外徑與錐形陶瓷軸套沈最小外徑相等，從而實現(xiàn)主軸襯套27和軸套端蓋22對錐形陶瓷軸套沈的全包容結構。錐形陶瓷軸套沈和軸套端蓋22之間，以及它們與主軸襯套27之間同樣采用粘接或者過盈配合裝配。軸瓦襯套M以其右端面與主軸襯套27右端面齊平而固定在機座28上，如圖47 至圖48所示，軸瓦襯套M包括徑向內孔M-10，徑向內孔M-IO的側壁設置有進液環(huán)狀凹槽M-3，進液環(huán)狀凹槽M-3頂端連接有一個延伸到軸瓦襯套M外部并與機座16內供液孔相通的進液孔對-2。軸瓦襯套M右端部設置有三級泄液結構，由內向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽M-4和設置在其底端的第一泄液孔對-9、第二泄液環(huán)狀凹槽M-5和設置在其底端的第二泄液孔對-8、第三泄液環(huán)狀凹槽M-6和設置在其底端的第三泄液孔M-7，具體布置形式詳見圖9至圖11。軸瓦襯套對的凸臺端面還設置有兩個與機座16內泄液孔相通的橫向泄液孔對-1。軸瓦襯套M的徑向內孔M-IO內固定有錐形陶瓷軸瓦25，錐形陶瓷軸瓦25以徑向內孔M-IO的孔底端為定位基準，同時錐形陶瓷軸瓦25的左端面與錐形陶瓷軸套沈的左端面齊平。錐形陶瓷軸瓦25的內腔為與錐形陶瓷軸套沈對應的圓臺形狀，即其內徑面為錐面結構，使得錐形陶瓷軸瓦25能夠剛好設置于錐形陶瓷軸套沈外層。其中錐面方向也可以與本實施例相反，而其它零件結構需按照全包容和便于裝配的原則做相應更改。如圖52至圖M所示，錐形陶瓷軸瓦25外部對應于進液環(huán)狀凹槽M-3設置有進液環(huán)狀凹槽 25-1，進液環(huán)狀凹槽24-3和進液環(huán)狀凹槽25-1共同構成介于金屬材料和陶瓷材料兩種材料之間的環(huán)形回路。進液環(huán)狀凹槽25-1底部設置有若干周向均布的進液孔25-2，其個數(shù)一般為3個至8個。錐形陶瓷軸瓦25內壁對應于進液孔25-2位置設置有液腔25_3，其具體結構可以是深液腔、淺液腔、楔面液腔、縫隙式液腔或者小孔液油腔等，根據(jù)實際工況選擇。 進液孔25-2和液腔25-3之間設置有節(jié)流器25-4，其結構具體可以是毛細管節(jié)流器、小孔式節(jié)流器或者多孔質節(jié)流器等，根據(jù)實際工況選擇。軸瓦襯套M外端安裝有軸瓦端蓋23，如圖42至圖46所示，軸瓦端蓋23也設置有三級泄液結構，由內向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽23-3和設置在其底端的第一泄液孔 23-6、第二泄液環(huán)狀凹槽23-2和設置在其底端的第二泄液孔23-5、第三泄液環(huán)狀凹槽23_1 和設置在其底端的第三泄液孔23-4，三級泄液結構通過橫向泄液孔23-7和軸瓦襯套M的橫向泄液孔M-I連通到機座28內排液孔。陶瓷材料制成的錐形陶瓷軸瓦25和錐形陶瓷軸套沈構陶瓷摩擦副，摩擦副之間形成錐形軸承間隙，錐形軸承間隙的錐角值應視工作條件而定，范圍包括從5度 85度，具體的軸承間隙值應視工作條件而定，范圍包括從毫米級至微米級。除陶瓷摩擦副組成的滑動軸承接觸面以外，錐形陶瓷軸瓦25和錐形陶瓷軸套沈的其他表面由金屬材料制成的軸套端蓋22、軸瓦端蓋23、軸瓦襯套M、主軸襯套27分別進行包容，從而軸承的全包容結構。 錐形陶瓷軸瓦25的左端面由軸瓦端蓋23的右端面進行包容，軸瓦端蓋23在起到包容作用的同時，還起到了密封的作用，此結構比單獨做錐形陶瓷軸瓦25的左端面的金屬包容件再做端蓋密封件要簡單，若遇到較大載荷、較大沖擊的工作情況，也可單獨做金屬包容件加強包容效果，更好的保護陶瓷件。在工作過程中，先將潤滑液以一定的液壓由機座16的總供液孔注入，再對稱地分為左右兩路分別由機座16內的供液孔經(jīng)過進液孔25-2進入進液環(huán)狀凹槽M-3和進液環(huán)狀凹槽25-1構成的環(huán)形回路，隨后沿錐形陶瓷軸瓦25的進液孔25-2和節(jié)流器25_4流入液腔25-3。錐形陶瓷軸瓦25和錐形陶瓷軸套沈之間的錐面軸承間隙形成完整承載液膜， 節(jié)流器25-4將靜壓效應發(fā)揮得更加充分；在主軸1帶動錐形陶瓷軸套沈旋轉時，錐形陶瓷軸套沈和錐形陶瓷軸瓦25之間將產(chǎn)生明顯的動壓效應，提高整個軸承的徑向承載能力與剛度。錐面軸承間隙中的潤滑液再分別通過軸瓦端蓋23和軸瓦襯套M的三級泄液結構排出ο實施例3實施例3披露了一種精密型動靜壓陶瓷主軸裝置。如圖59所示，徑向陶瓷軸套34、主軸襯套35、鎖緊部件36以及對稱設置的一組止推軸套襯套30、一組止推陶瓷軸套31 固連在一起，隨主軸1旋轉；徑向陶瓷軸瓦33以及對稱設置的一組軸瓦端蓋觀、一組止推軸瓦襯套四和一組止推陶瓷軸瓦32為固定件，固定在機座16內靜止不動。對稱零件以本裝置的左半部分為例具體說明，主軸1中間位置裝配有主軸襯套 35，裝配形式可以為粘接或過盈裝配。主軸襯套35上粘接或過盈裝配有徑向陶瓷軸套34， 徑向陶瓷軸套34的兩端裝配有止推陶瓷軸套31，止推陶瓷軸套31的外側分別裝配有止推軸套襯套30，主軸1前端的止推軸套襯套30的左端面緊靠主軸1軸肩的右端面。結合圖64 和圖65所示，止推陶瓷軸套31粘接或過盈裝配在止推軸套襯套30的止推內孔30-1內部， 止推內孔30-1的深度與止推陶瓷軸套31的軸向厚度相等，從而實現(xiàn)止推軸套襯套30對止推陶瓷軸套31的全包容效果。主軸1后部粘接或過盈裝配有鎖緊部件36，鎖緊部件36的左端面緊靠主軸1后端的止推軸套襯套30的右端面，與主軸1的軸肩從兩端共同對止推軸套襯套30、止推陶瓷軸套31、徑向陶瓷軸套34起定位作用。在兩個止推軸套襯套30內側分別設置有固定在機座16上的止推軸瓦襯套四和止推陶瓷軸瓦32，止推陶瓷軸瓦32粘接或過盈裝配在止推軸瓦襯套四的止推內孔四_3內部，止推陶瓷軸瓦32的左端面緊靠止推陶瓷軸套31的右端面。如圖66和圖67所示，止推陶瓷軸瓦32的左端面設置有環(huán)狀液腔32-1 ；如圖30和圖31所示，止推軸瓦襯套四設置有止推內孔四_3和徑向內孔四_4，徑向內孔四-4用于形成軸承間隙，止推內孔四_3用于安裝止推陶瓷軸瓦32，止推內孔四-3的深度與止推陶瓷軸瓦32的軸向厚度相等，從而實現(xiàn)止推軸瓦襯套四對止推陶瓷軸瓦32的全包容。止推軸瓦襯套四外側設置有泄液環(huán)狀凹槽四-1，泄液環(huán)狀凹槽底端設置有泄液孔四_2，泄液環(huán)狀凹槽的位置在止推陶瓷軸套31與止推陶瓷軸瓦32的接觸面外側。兩個止推軸瓦襯套四之間設置有固定在機座16上的徑向陶瓷軸瓦33，如圖68至圖70所示，徑向陶瓷軸瓦33外部在軸向上對稱設置有兩個徑向進液環(huán)狀凹槽33-1，徑向進液環(huán)狀凹槽33-1底部設置有若干周向均布的進液孔33-2，其數(shù)量一般為三至八個，徑向陶瓷軸瓦33內壁對應于進液孔33-2位置設置有液腔33-3，其具體結構可以是深液腔、淺液腔、楔面液腔、縫隙式液腔或者小孔式液腔等，根據(jù)實際工況選擇。進液孔33-2與液腔33-3 之間設置有節(jié)流器33-4，其結構具體可以是毛細管節(jié)流器、小孔式節(jié)流器或者多孔質節(jié)流器等，根據(jù)實際工況選擇。在徑向陶瓷軸瓦33外部的機座16上對應于徑向進液環(huán)狀凹槽 33-1設置有徑向進液環(huán)狀凹槽，該徑向進液環(huán)狀凹槽聯(lián)通有機座16上的供液孔，同時機座 16對徑向陶瓷軸瓦33實現(xiàn)了全包容效果。緊靠止推軸瓦襯套四的左端面固接有軸瓦端蓋觀，軸瓦端蓋82設置有泄液環(huán)狀凹槽觀-1，泄液環(huán)狀凹槽底端設置有泄液孔觀-2。徑向陶瓷軸套34與徑向陶瓷軸瓦33之間構成徑向軸承間隙，止推陶瓷軸套31與止推陶瓷軸瓦32構成止推軸承間隙。具體的徑向軸承間隙和止推軸承間隙值應視工作條件而定，范圍包括從毫米級至微米級。除陶瓷滑動摩擦副涉及的接觸面以外，徑向陶瓷軸套 34、徑向陶瓷軸瓦33、止推陶瓷軸套31、止推陶瓷軸瓦32的其他表面由金屬材料制成的軸瓦端蓋觀、止推軸瓦襯套四、止推軸套襯套30、主軸襯套35、機座16分別進行包容，從而形全包容結構，較只由陶瓷摩擦副構成的軸承結構而言改善了受力情況，有效改善了主軸上陶瓷零件的應力集中現(xiàn)象，彌補了陶瓷零件拉伸強度差、脆性大等材料缺陷，大大提高了主軸使用的安全性和可靠性。在工作過程中，先將潤滑液以一定的液壓由機座16的總供液孔注入，再對稱地分為左右兩路分別由機座16內的供液孔流入機座16上徑向進液環(huán)狀凹槽與徑向陶瓷軸瓦 33的徑向進液環(huán)狀凹槽33-1共同構成的環(huán)形回路中，隨后液流沿徑向陶瓷軸瓦33的進液孔33-2和節(jié)流器33-4流入液腔33-3。徑向陶瓷軸套34與徑向陶瓷軸瓦33之間的徑向軸承間隙形成承載液膜，節(jié)流器33-4將靜壓效應發(fā)揮得更加充分；在主軸1帶動徑向陶瓷軸套34旋轉時，徑向陶瓷軸瓦33與徑向陶瓷軸套34之間將產(chǎn)生明顯的動壓效應，提高整個軸承的徑向承載能力與剛度。徑向軸承間隙中的潤滑液再通過徑向陶瓷軸瓦33、止推軸瓦襯套四、止推陶瓷軸瓦32與徑向陶瓷軸套34之間的縫隙流入到止推陶瓷軸瓦32的環(huán)狀液腔32-1中，該縫隙起到隙縫式節(jié)流器的作用。止推陶瓷軸瓦32和止推陶瓷軸套31的止推軸承間隙中形成完整止推承載液膜，隙縫式節(jié)流器將靜壓效應發(fā)揮得更加充分，在主軸1 帶動止推陶瓷軸瓦32旋轉時，止推陶瓷軸瓦32和止推陶瓷軸套31之間將產(chǎn)生明顯的動壓效應。止推軸承間隙中的潤滑液最終通過兩級泄液結構瀉出，第一級泄液結構為止推軸瓦襯套四的泄液環(huán)狀凹槽和泄液孔四_2，第二級泄液結構為軸瓦端蓋28的泄液環(huán)狀凹槽觀-1和泄液孔觀_2，兩級泄液結構能夠使?jié)櫥和耆珵a出，增強主軸-軸承密封效果。需要特別指出的是，用于制造以上所有陶瓷零件的陶瓷材料，主要包括采用各種制備方法形成氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷兩類。其中氧化物陶瓷軸承主要包括氧化鋁 (Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)等材料，非氧化物陶瓷主要包括碳化硅(SiC)和氮化硅(Si3N4)等材料。并且需注意，各陶瓷零件可以分別采用不同的陶瓷材料制作，不同材料的陶瓷軸承摩擦副的性能各有偏重。用于制造以上所有金屬零件的金屬材料，具體地可以是碳素結構鋼、合金結構鋼、鈦合金等各種金屬材料。盡管上面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種動靜壓主軸裝置，包括主軸(1)和機座(16)，其特征在于，所述主軸(1)上設置有具有徑向承壓功能和止推功能的軸承；所述主軸(1)上軸承包括陶瓷軸套與陶瓷軸瓦構成的陶瓷摩擦副，同時以金屬材料零件對所述陶瓷軸套與所述陶瓷軸瓦的非摩擦副表面構成全包容結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種動靜壓主軸裝置，其特征在于，所述主軸(1)前部安裝有徑向-雙向止推前軸承，所述主軸(1)后部安裝有徑向后軸承；所述徑向-雙向止推前軸承包括右端設置有凸緣(7-2)，左端設置有外螺紋(7-1)的金屬制前主軸襯套(7)，所述前主軸襯套(7)的右端面與所述主軸(1)的左軸肩緊密貼合， 所述前主軸襯套(7)外部從右向左依次裝配有前陶瓷右軸套(6)、止推陶瓷軸套(4)和前陶瓷左軸套(3)，所述止推陶瓷軸套(4)外部裝配有金屬制止推軸套襯套(5)，所述前主軸襯套(7)的左端面裝配有設置有內螺紋的前軸套端蓋O)；所述機座(16)以其左端面為基準安裝有前軸瓦襯套(17)，所述前軸瓦襯套(17)設置有徑向內孔(17-13)和止推內孔(17-11)，所述徑向內孔(17-1 側壁設置有徑向進液環(huán)狀凹槽(17-4)，所述徑向進液環(huán)狀凹槽(17-4)頂端連接有一個延伸到前軸瓦襯套(17)外部并與機座(16)內供液孔相通的徑向進液孔(17-3)，所述前軸瓦襯套(17)右端設置有泄液結構，所述止推內孔 (17-11)端面設置有頂端連接止推豎進液孔(17-1 的止推進液環(huán)狀凹槽(17-14)，止推進液環(huán)狀凹槽(17-14)通過止推豎進液孔(17-1 和止推橫進液孔(17- 與機座(16)內供液孔相通，所述徑向內孔(17-1 靠近止推內孔(17-11) —端側壁設置有底端設有第四泄液孔(17-10)的第四泄液環(huán)狀凹槽(17-12)，所述第四泄液孔(17-10)通過橫向泄液孔 (17-9)與機座(16)內排液孔相通；所述前軸瓦襯套(17)的徑向內孔(17-13)內以其右端面為基準固定有前徑向陶瓷軸瓦(18)，所述前徑向陶瓷軸瓦(18)外部對應于所述徑向進液環(huán)狀凹槽(17-4)設置有進液環(huán)狀凹槽(18-1)，所述進液環(huán)狀凹槽(18-1)底部設置有周向均布的進液孔(18-3)，所述陶瓷軸瓦(18)內壁對應于所述進液孔(18- 位置設置有液腔(18-2)，所述進液孔(18- 和所述液腔(18- 之間設置有節(jié)流器(18-4)；所述前軸瓦襯套(17)的止推內孔(17-11)內固定有止推陶瓷右軸瓦(19)，所述止推陶瓷右軸瓦(19) 一端面對應于所述止推進液環(huán)狀凹槽(17-14)位置設置有進液環(huán)狀凹槽(19-2)，所述進液環(huán)狀凹槽(19- 底部設置有周向均布的進液孔(19-3)，所述止推陶瓷右軸瓦(19)另一端面對應于進液孔(19- 位置設置有液腔(19-1)，所述進液孔(19- 和所述液腔(19-1)之間設置有節(jié)流器(19-4)；所述前軸瓦襯套(17)通過螺栓連接有設置于所述主軸(1)前端的前軸瓦端蓋(21)，所述前軸瓦端蓋設置有用于固定安裝止推陶瓷左軸瓦OO)的止推內孔01-10)，所述止推陶瓷左軸瓦OO)的形狀和位置與所述止推陶瓷右軸瓦(19)對稱，所述止推內孔(21-10)端面設置有與止推陶瓷左軸瓦OO)的進液環(huán)狀凹槽相對應的止推進液環(huán)狀凹槽(21-9)，所述止推進液環(huán)狀凹槽Q1-9)頂端設置有與所述止推橫進液孔 (17-2)連接的止推進液孔(21-1)，所述前軸瓦端蓋靠近所述主軸(1)前端設置有泄液結構，該泄液結構通過橫向泄液孔01-7)和前軸瓦襯套(17)的對應通孔連通到所述機座(16)內排液孔，所述前軸瓦端蓋上在所述止推軸套襯套( 外側位置設置有連接止推泄液孔01-8)的止推泄液環(huán)狀凹槽01-12)；其中所述前陶瓷左軸套(3)、止推陶瓷軸套(4)和前陶瓷右軸套(6)、前徑向陶瓷軸瓦(18)、止推陶瓷右軸瓦(19)、止推陶瓷左軸瓦 (20)的非摩擦副表面由金屬制前軸套端蓋O)、止推軸套襯套(5)、前主軸襯套(7)、前軸瓦襯套(17)、前軸瓦端蓋進行包容；所述徑向后軸承包括左端面緊靠所述主軸(1)右軸肩且其右端設置有內螺紋(9-1)的后軸套端蓋(9)，后軸套端蓋(9)與左端設置有外螺紋(11-1)、右端設置有凸緣(11-2)的后主軸襯套(11)連接，所述后主軸襯套(11)上裝配有右端緊靠所述凸緣(11- 的后陶瓷軸套(10)；所述后軸套端蓋(9)外部以左端面齊平為基準設置有安裝在機座(16)上的后軸瓦襯套(14)，所述后軸瓦襯套(14)的徑向內孔(14-12)側壁設置有徑向進液環(huán)狀凹槽 (14-8)，所述徑向進液環(huán)狀凹槽(14-8)頂端連接有一個延伸到所述后軸瓦襯套(14)外部并與機座(16)內供液孔相通的徑向進液孔(14-7)，所述后軸瓦襯套(14)左端設置有泄液結構，所述后軸瓦襯套14的凸臺端面設置有兩個一端與機座(16)內泄液孔相通的橫向泄液孔(14-9)；所述后軸瓦襯套(14)的徑向內孔(14-12)以其左端面為定位基準內裝配有后陶瓷軸瓦(13)，所述后陶瓷軸瓦(1 外部對應于所述徑向進液環(huán)狀凹槽(14-8)設置有底部設置有周向均布的進液孔(13- 的進液環(huán)狀凹槽(13-1)，所述后陶瓷軸瓦(1 內壁對應于所述進液孔(13- 位置設置有液腔(13-4)，所述進液孔(13-20和液腔(13_4)之間設置有節(jié)流器(13-3)；所述后軸瓦襯套(14)右端裝配有設置泄液結構的后軸瓦端蓋(12)， 該泄液結構通過橫向泄液孔(12-9)和橫向泄液孔(14-9)的對應通孔連通到機座(16)內排液孔；其中所述后陶瓷軸套(10)、后陶瓷軸瓦(1 的非摩擦副表面由金屬制后軸套端蓋 (9)、后主軸襯套(11)、零件后軸瓦端蓋(12)、后軸瓦襯套(14)分別進行包容。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種動靜壓主軸裝置，其特征在于，所述主軸(1)前后對稱設置有錐面軸承，所述錐面軸承包括一端設置有凸緣07-1)的主軸襯套(27)，所述主軸襯套 (27)以凸緣Q7-1)緊靠在主軸(1)軸肩上為定位固定在主軸(1)上，所述主軸襯套(XT) 以凸緣Q7-1)內側為定位依次固定裝配有錐形陶瓷軸套06)和軸套端蓋(22)，所述錐形陶瓷軸套06)的外徑面為錐面，軸套端蓋0 和凸緣07-1)分別與錐形陶瓷軸套06) 的兩端面對齊，以實現(xiàn)對錐形陶瓷軸套06)的包容結構；所述主軸襯套(XT)外部以其內端面為基準設置有固定安裝在機座(16)上的軸瓦襯套 (M)，所述軸瓦襯套04)的徑向內孔O4-10)的側壁設置有進液環(huán)狀凹槽(M-3)，所述進液環(huán)狀凹槽頂端連接有一個延伸到軸瓦襯套04)外部并與機座08)內供液孔相通的進液孔(25-2)，軸瓦襯套04)內端一側設置有三級泄液結構，軸瓦襯套04)外端凸臺端面還設置有與機座08)內泄液孔相通的橫向泄液孔04-1)；所述軸瓦襯套04)的徑向內孔O4-10)內固定有內腔面為錐面的錐形陶瓷軸瓦05)， 所述錐形陶瓷軸瓦0 以徑向內孔(M-IO)的孔底端為定位基準，其左端面與錐形陶瓷軸套06)的左端面齊平，所述錐形陶瓷軸瓦0 外部對應于進液環(huán)狀凹槽設置有進液環(huán)狀凹槽(25-1)，所述進液環(huán)狀凹槽05-1)底部設置有周向均布的進液孔(25-2)，錐形陶瓷軸瓦0 內壁對應于進液孔05- 位置設置有液腔(25-3)，進液孔05- 和液腔 (25-3)之間設置有節(jié)流器05-4)；所述軸瓦襯套04)外端安裝有設置有三級泄液結構的軸瓦端蓋(23)，級泄液結構通過橫向泄液孔(23-7)和軸瓦襯套(24)的橫向泄液孔(24-1)連通到機座(16)內排液孔。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種動靜壓主軸裝置，其特征在于，所述主軸(1)中間位置粘接或過盈裝配有主軸襯套(35)，主軸襯套(3 上粘接或過盈裝配有徑向陶瓷軸套(34)， 徑向陶瓷軸套(34)的兩端裝配有止推陶瓷軸套(31)，止推陶瓷軸套(31)的外側分別裝配有一組止推軸套襯套(30)，主軸(1)前端的止推軸套襯套(30)的左端面緊靠主軸(1)軸肩的右端面，止推陶瓷軸套(31)粘接或過盈裝配在止推軸套襯套(30)的止推內孔(30-1)內部，止推內孔(30-1)的深度與止推陶瓷軸套(31)的軸向厚度相等，主軸(1)后部粘接或過盈裝配有鎖緊部件(36)，鎖緊部件(36)的左端面緊靠主軸(1)后端的止推軸套襯套(30) 的右端面；在兩個止推軸套襯套(30)內側分別設置有固定在機座(16)上的一組止推軸瓦襯套 (29)和一組止推陶瓷軸瓦(32)，止推陶瓷軸瓦(3 粘接或過盈裝配在止推軸瓦襯套09) 的止推內孔09-3)內部，止推陶瓷軸瓦(32)的外端面緊靠止推陶瓷軸套(31)的內端面， 止推陶瓷軸瓦(3 的外端面設置有環(huán)狀液腔(32-1)，止推軸瓦襯套09)設置有止推內孔 (29-3)和徑向內孔09-4)，徑向內孔Q9-4)用于形成軸承間隙，止推內孔用于安裝止推陶瓷軸瓦(32)，止推內孔Q9-3)的深度與止推陶瓷軸瓦(32)的軸向厚度相等，止推軸瓦襯套09)外側設置有泄液環(huán)狀凹槽(四-1)，泄液環(huán)狀凹槽09-1)底端設置有泄液孔 (四-2)，泄液環(huán)狀凹槽(29-1)的位置在止推陶瓷軸套(31)與止推陶瓷軸瓦(32)的接觸面外側；兩個止推軸瓦襯套09)之間設置有固定在機座(16)上的徑向陶瓷軸瓦(33)，徑向陶瓷軸瓦(3 外部在軸向上對稱設置有兩個徑向進液環(huán)狀凹槽(33-1)，徑向進液環(huán)狀凹槽(33-1)底部設置有周向均布的進液孔(33-2)，徑向陶瓷軸瓦(3 內壁對應于進液孔 (33-2)位置設置有液腔(33-3)，進液孔(33- 與液腔(33- 之間設置有節(jié)流器(33_4)， 在徑向陶瓷軸瓦(3 外部的機座(16)上對應于徑向進液環(huán)狀凹槽(33-1)設置有徑向進液環(huán)狀凹槽，該徑向進液環(huán)狀凹槽聯(lián)通有機座(16)上的供液孔。緊靠止推軸瓦襯套09)的外端面固接有軸瓦端蓋( )，軸瓦端蓋08)設置有底端設置有泄液孔08-2)的泄液環(huán)狀凹槽08-1)；其中徑向陶瓷軸套(34)、徑向陶瓷軸瓦(33)、 止推陶瓷軸套(31)、止推陶瓷軸瓦(32)的非摩擦副表面由金屬制軸瓦端蓋( )、止推軸瓦襯套(四)、止推軸套襯套(30)、主軸襯套(35)、機座(16)分別進行包容。
5.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的一種動靜壓主軸裝置，其特征在于，所述泄液結構為N級泄液結構，N的取值范圍為2 4 ；所述每一級泄液結構包括泄液環(huán)狀凹槽和設置于其底端的泄液孔。
6.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的一種動靜壓主軸裝置，其特征在于，所述液腔可以是深液腔、淺液腔、楔面液腔、縫隙式液腔或小孔式液腔。
7.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的一種動靜壓主軸裝置，其特征在于，所述進液孔為3個 8個。
8.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的一種動靜壓主軸裝置，其特征在于，所述節(jié)流器可以是毛細管節(jié)流器、小孔式節(jié)流器、隙縫式節(jié)流器或多孔質節(jié)流器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動靜壓主軸裝置，包括主軸和機座，主軸上設置有具有徑向承壓功能和止推功能的軸承；主軸上軸承包括陶瓷軸套與陶瓷軸瓦構成的陶瓷摩擦副，同時以金屬材料零件對陶瓷軸套與陶瓷軸瓦的非摩擦副表面構成全包容結構。本發(fā)明能夠改善油潤滑主軸高速下溫升過高、水潤滑主軸承載能力小的問題，提高軸承-主軸摩擦副的耐磨性、耐化學腐蝕性和抗熱膨脹性，能夠提高主軸轉速、承載能力、運行壽命、運轉穩(wěn)定性、運轉精度。
文檔編號B23B19/02GK102189277SQ20111010737
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權日2011年4月27日
發(fā)明者劉峰, 劉文龍, 林彬, 閆帥 申請人:天津大學