專利名稱：高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
以高切削速度、高進(jìn)給速度、高加工精度為主要特征的高速精密加工是當(dāng)代四大先進(jìn)制 造技術(shù)之一，是繼數(shù)控技術(shù)之后使制造技術(shù)產(chǎn)生第二次革命性飛躍的一項(xiàng)高新技術(shù)。高速精 密加工機(jī)床不僅具有極高的生產(chǎn)效率，而且可顯著地提高零件的加工精度和表面質(zhì)量。高速 精密機(jī)床的主軸作為核心功能部件，其性能的高低直接影響到高速精密加工機(jī)床的整體發(fā)展 水平。
用于高速精密主軸的軸承包括磁懸浮軸承、空氣軸承、滾動(dòng)軸承和液體滑動(dòng)軸承等，其 中，液體滑動(dòng)軸承由于承載能力強(qiáng)、潤(rùn)滑介質(zhì)具有阻尼減振和"均化"誤差的作用，因此采用 液體滑動(dòng)軸承作為支撐的機(jī)床主軸剛性好、回轉(zhuǎn)精度高，非常適合于作為精密機(jī)床如精密磨 床和精密鏜床的主軸部件。液體滑動(dòng)軸承目前普遍采用的的節(jié)流形式有小孔節(jié)流、毛細(xì)管 節(jié)流、錐型或柱型的環(huán)面縫隙節(jié)流、薄膜反饋節(jié)流等，但是以上節(jié)流形式各有缺陷。
小孔節(jié)流的缺陷首先，小孔節(jié)流器加工難度大，且節(jié)流截面小，容易堵塞；其次，由 于流經(jīng)小孔節(jié)流器的流量與油的粘度無(wú)關(guān)，而流經(jīng)軸承的流量卻與粘度成反比，故使用小孔 節(jié)流的靜壓/動(dòng)靜壓軸承，其軸承間隙和支承剛度與粘度和溫度相關(guān)，當(dāng)油膜溫度升高時(shí)，軸 承性能不穩(wěn)定，不宜用于溫度變化大的場(chǎng)合。
毛細(xì)管節(jié)流的缺陷毛細(xì)管節(jié)流器分為直通圓截面式和螺旋槽式非圓截面式。前者由于 保證層流條件所需的毛細(xì)管長(zhǎng)度較長(zhǎng)，故安裝空間較大， 一般只適合軸承轉(zhuǎn)速較低的情況(此 時(shí)油膜粘度較大，容易保證層流)；后者安裝空間相對(duì)較少且節(jié)流液阻可調(diào)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 常將多頭螺旋槽直接開在軸承的外圓柱表面上，每條螺旋槽控制一個(gè)油腔，因而對(duì)鑄件的質(zhì) 量及孔的加工質(zhì)量要求較高，同時(shí)節(jié)流器阻尼槽面的加工精度要求也高。
薄膜反饋節(jié)流的缺陷薄膜節(jié)流器的零件數(shù)目較多， 一般由上下殼體，銅墊片、薄片等 組成，加工精度高，裝配調(diào)試工作量大，因而成本高；節(jié)流后油流經(jīng)過的管道較長(zhǎng)，若設(shè)計(jì) 或裝配稍有不慎，就容易形成氣栓，影響動(dòng)態(tài)油膜剛度和過渡特性；薄膜結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng) 時(shí)，會(huì)因反饋靈敏度過高而出現(xiàn)薄膜振蕩，發(fā)出"哨叫"等不穩(wěn)定現(xiàn)象；占用空間大，對(duì)于中 小型機(jī)床，常由于結(jié)構(gòu)而使用受到限制。
錐型或柱型的環(huán)面縫隙節(jié)流的缺陷節(jié)流面容易堵塞，且堵塞后難于維修，需要拆卸軸 承并重新磨軸承外圓面上的節(jié)流間隙；并且由于軸承拆卸后破壞了軸承外圓與軸承座的結(jié)合面，導(dǎo)致拆卸下來(lái)的軸承維修好后也只能配新的軸承座才能使用，或者需要加工新的軸承替 代拆卸下來(lái)的軸承；這導(dǎo)致主軸維修周期長(zhǎng)，提高了用戶的使用成本。
另外，工程設(shè)計(jì)中，靜壓/動(dòng)靜壓軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)都是依據(jù)最佳節(jié)流比來(lái)設(shè)計(jì)和選擇，然而， 零件存在加工誤差和測(cè)量誤差，在裝配調(diào)試過程中，往往出現(xiàn)節(jié)流比偏離最佳節(jié)流比的情況。 目前，針對(duì)該情況的處理措施有兩種 一是以損失一部分軸承的油膜剛度為代價(jià)，將節(jié)流比 控制在某個(gè)范圍內(nèi)；二是重新加工節(jié)流器來(lái)試湊最佳節(jié)流比，但這不僅影響裝配調(diào)試進(jìn)度， 而且仍難使節(jié)流比達(dá)到最佳值，在某些結(jié)構(gòu)中，重新?lián)Q掉節(jié)流器還需多次拆裝主軸，將使主 軸動(dòng)平衡精度降低。
綜上所述，目前在高速精密主軸的液體滑動(dòng)軸承中采用的節(jié)流方式由于存在上述缺陷， 導(dǎo)致液體滑動(dòng)軸承未能在精密機(jī)床上得到充分應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、便于對(duì)節(jié)流 間隙進(jìn)行清理、便于調(diào)整和控制節(jié)流比、可簡(jiǎn)化調(diào)試工序、節(jié)省維護(hù)時(shí)間和成本的高速主軸 液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案。
一種高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，包括主軸軸承的內(nèi)壁上所設(shè)的壓力油腔和套 設(shè)于主軸軸承外的軸承座上所設(shè)的軸承座進(jìn)油孔，還包括節(jié)流間隙、設(shè)于主軸軸承上的進(jìn)油 通道和壓力油腔供油通道，所述節(jié)流間隙由主軸軸承與軸承端蓋之間的空隙構(gòu)成，進(jìn)油通道 一端與軸承座進(jìn)油孔連通，另一端與節(jié)流間隙連通，壓力油腔供油通道一端與節(jié)流間隙連通， 另一端與壓力油腔連通。
所述進(jìn)油通道包括軸承進(jìn)油孔和節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽，所述節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽設(shè)于主軸軸 承的端面，并與節(jié)流間隙連通，所述軸承進(jìn)油孔一端與軸承座進(jìn)油孔連通，另一端與節(jié)流間 隙進(jìn)油環(huán)槽連通。
所述節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽設(shè)有兩圈，主軸軸承的端面上設(shè)有連通兩圈節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽的 連通槽，主軸軸承的端面由節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽和連通槽分隔出至少一個(gè)節(jié)流平臺(tái)。 所述節(jié)流間隙由主軸軸承與軸承端蓋內(nèi)側(cè)的墊片之間的空隙構(gòu)成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于將節(jié)流間隙設(shè)置在主軸軸承端面，在需要對(duì) 節(jié)流間隙進(jìn)行調(diào)整、維護(hù)時(shí)，只需將軸承端蓋從軸承座上分離，而不需要將主軸軸承從軸承 座上拆卸下來(lái)，從而減少了工作量，節(jié)省了時(shí)間和成本；調(diào)整節(jié)流比時(shí)，只需更換軸承端蓋 或?qū)S承端蓋靠節(jié)流間隙的一端進(jìn)行修整，即可通過調(diào)整節(jié)流間隙的大小實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)流比的控制。本實(shí)用新型還在主軸軸承的端面設(shè)置有節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽，可以使流油均勻的充滿整個(gè) 節(jié)流間隙；該節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽可設(shè)為兩圈，并通過連通槽連通，同時(shí)將主軸軸承的端面分 隔出獨(dú)立的節(jié)流平臺(tái)，為壓力油腔提供穩(wěn)定的壓力油。軸承端蓋內(nèi)側(cè)設(shè)有墊片，調(diào)整節(jié)流比 時(shí)只需對(duì)軸承端蓋上的墊片進(jìn)行更換或修整，可減少調(diào)試、維護(hù)成本。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的A向視圖(去除軸承端蓋和墊片)。
圖中各標(biāo)號(hào)表示
I、 軸承座 2、主軸軸承 3、軸承端蓋 4、主軸
5、節(jié)流間隙 6、墊片
II、 軸承座進(jìn)油孔 12、回油通道 21、壓力油腔 22、進(jìn)油通道 23、壓力油腔供油通道31、回油孔
221、軸承進(jìn)油孔 222、節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽
223、連通槽 224、環(huán)形槽
225、節(jié)流平臺(tái)具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，包括主軸軸承 2的內(nèi)壁上所設(shè)的壓力油腔21和套設(shè)于主軸軸承2外的軸承座1上所設(shè)的軸承座進(jìn)油孔11， 還包括節(jié)流間隙5、設(shè)于主軸軸承2上的進(jìn)油通道22和壓力油腔供油通道23，節(jié)流間隙5由 主軸軸承2與軸承端蓋3內(nèi)側(cè)的墊片6之間的空隙構(gòu)成，墊片6通過緊固件固定于軸承端蓋 3上，軸承端蓋3通過緊固件固定于軸承座1上，進(jìn)油通道22—端與軸承座進(jìn)油孔11連通， 另一端與節(jié)流間隙5連通，壓力油腔供油通道23—端與節(jié)流間隙5連通，另一端與壓力油腔 21連通。進(jìn)油通道22包括軸承進(jìn)油孔221和設(shè)于主軸軸承2端面的、與節(jié)流間隙5連通的 兩圈節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽222，兩圈節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽222通過主軸軸承2端面上所設(shè)的四個(gè) 連通槽223連通，軸承進(jìn)油孔221 —端通過設(shè)于主軸軸承2外壁的環(huán)形槽224與軸承座進(jìn)油 孔11連通，另一端與節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽222連通，同時(shí)兩圈節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽222和四個(gè)連 通槽223將主軸軸承2的端面分隔出四個(gè)獨(dú)立的節(jié)流平臺(tái)225，為壓力油腔21提供穩(wěn)定的壓 力油。軸承端蓋3上還設(shè)有回油孔31，軸承座1上設(shè)有回油通道12，回油孔31與回油通道
512連通。從軸承座進(jìn)油孔11進(jìn)入主軸軸承2的流油經(jīng)環(huán)形槽224進(jìn)入軸承進(jìn)油孔221，再?gòu)?軸承進(jìn)油孔221進(jìn)入一條節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽222，此后，經(jīng)連通槽223進(jìn)入另一條節(jié)流間隙 進(jìn)油環(huán)槽222，同時(shí)均勻的充滿整個(gè)節(jié)流間隙5，通過節(jié)流間隙5節(jié)流后的壓力油經(jīng)壓力油腔 供油通道23輸送至壓力油腔21，在主軸軸承2和主軸4之間形成壓力油膜，從軸承端蓋3 一端泄出的流油經(jīng)回油孔31流入回油通道12，由回油通道12回收。
本實(shí)用新型將節(jié)流間隙5設(shè)置在主軸軸承2的端面，在需要對(duì)節(jié)流間隙5進(jìn)行調(diào)整、維 護(hù)時(shí)，只需將軸承端蓋3從軸承座1上分離，而不需要將主軸軸承2從軸承座1上拆卸下來(lái)， 從而減少了工作量，節(jié)省了時(shí)間和成本；調(diào)整節(jié)流比時(shí)，只需對(duì)軸承端蓋3上的墊片6進(jìn)行 更換或修整，即可通過調(diào)整節(jié)流間隙5的大小實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)流比的控制，不僅方便快捷，而且可 減少調(diào)試、維護(hù)成本。
權(quán)利要求1、一種高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，包括主軸軸承(2)的內(nèi)壁上所設(shè)的壓力油腔(21)和套設(shè)于主軸軸承(2)外的軸承座(1)上所設(shè)的軸承座進(jìn)油孔(11)，其特征在于還包括節(jié)流間隙(5)、設(shè)于主軸軸承(2)上的進(jìn)油通道(22)和壓力油腔供油通道(23)，所述節(jié)流間隙(5)由主軸軸承(2)與軸承端蓋(3)之間的空隙構(gòu)成，進(jìn)油通道(22)一端與軸承座進(jìn)油孔(11)連通，另一端與節(jié)流間隙(5)連通，壓力油腔供油通道(23)一端與節(jié)流間隙(5)連通，另一端與壓力油腔(21)連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，其特征在于所述進(jìn)油 通道(22)包括軸承進(jìn)油孔(221)和節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽(222)，所述節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽(222) 設(shè)于主軸軸承(2)的端面，并與節(jié)流間隙(5)連通，所述軸承進(jìn)油孔(221) —端與軸承座 進(jìn)油孔(11)連通，另一端與節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽(222)連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，其特征在于所述節(jié)流 間隙進(jìn)油環(huán)槽(222)設(shè)有兩圈，主軸軸承(2)的端面上設(shè)有連通兩圈節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽(222) 的連通槽(223)，主軸軸承(2)的端面由節(jié)流間隙進(jìn)油環(huán)槽(222)和連通槽(223)分隔出 至少一個(gè)節(jié)流平臺(tái)(225)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述節(jié)流間隙(5)由主軸軸承(2)與軸承端蓋(3)內(nèi)側(cè)的墊片(6)之間的空隙構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，包括主軸軸承的內(nèi)壁上所設(shè)的壓力油腔和套設(shè)于主軸軸承外的軸承座上所設(shè)的軸承座進(jìn)油孔，還包括節(jié)流間隙、設(shè)于主軸軸承上的進(jìn)油通道和壓力油腔供油通道，所述節(jié)流間隙由主軸軸承端面的節(jié)流平臺(tái)與安裝在軸承端蓋內(nèi)面上的墊片之間的間隙構(gòu)成，進(jìn)油通道一端與軸承座進(jìn)油孔連通，另一端與節(jié)流間隙連通，壓力油腔供油通道一端與節(jié)流間隙連通，另一端與壓力油腔連通。該高速主軸液體滑動(dòng)軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)合理、便于對(duì)節(jié)流間隙進(jìn)行清理、便于調(diào)整和控制節(jié)流比、可簡(jiǎn)化調(diào)試工序、節(jié)省維護(hù)時(shí)間和成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16C35/00GK201293044SQ200820159038
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者馮春亞, 熊萬(wàn)里, 紀(jì)宗輝, 袁巨龍, 陽(yáng)雪兵 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)