本發(fā)明涉及軸承領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合式氣浮軸系結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

氣體懸浮電主軸的核心支撐技術(shù)包括氣體軸承技術(shù)，隨著超精密加工技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)有技術(shù)的氣體軸承在結(jié)構(gòu)上難以滿足高性能電主軸的設(shè)計需求。因為現(xiàn)有技術(shù)的氣浮軸系結(jié)構(gòu)相對簡單，采用這種氣浮軸系往往有以下缺點：

(1)現(xiàn)有技術(shù)的氣浮軸系結(jié)構(gòu)中，節(jié)流孔一般采用正向布置，即進氣方向與軸芯垂直，高壓氣體從節(jié)流孔正向進入，使得軸芯與軸承間隙中的氣體存在軸向流動和因軸芯高速旋轉(zhuǎn)引起的附加周向流動，即存在擴散流動，從而產(chǎn)生的壓力損失，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降；

(2)現(xiàn)有技術(shù)的氣浮軸系結(jié)構(gòu)中，在氣浮軸承受到外界碰擊的時候，很容易破壞主軸處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)中的平穩(wěn)性，嚴(yán)重時會使得主軸停止轉(zhuǎn)動，縮短主軸的壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合式氣浮軸系結(jié)構(gòu)，由于徑向節(jié)流孔斜向設(shè)置在軸套上，而且徑向節(jié)流孔的開孔方向與軸芯在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的方向一致，當(dāng)高壓氣體通過徑向節(jié)流孔斜向進入第一腔體內(nèi)時，高壓氣體隨著軸芯的轉(zhuǎn)動在第一腔體內(nèi)中產(chǎn)生附加環(huán)流效應(yīng)，可有效提高軸芯轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性，能解決因正向進氣使得軸芯與軸承間隙中的氣體存在擴散流動，從而產(chǎn)生的壓力損失，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降的問題。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種復(fù)合式氣浮軸系結(jié)構(gòu)，包括軸芯和軸套，軸芯套設(shè)在軸套內(nèi)，使得軸芯和軸套之間形成第一腔體，軸芯在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動，軸套上斜向設(shè)置有徑向節(jié)流孔，徑向節(jié)流孔貫穿軸套，使得第一腔體與外界連通，徑向節(jié)流孔的開孔方向與軸芯在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的方向一致，徑向節(jié)流孔所在平面與軸芯相互垂直。

優(yōu)選的，軸套包括軸外套和軸內(nèi)套，軸內(nèi)套套設(shè)在軸外套內(nèi)，軸外套和軸內(nèi)套之間設(shè)有第二腔體，軸內(nèi)套上設(shè)有連通孔，連通孔貫穿軸內(nèi)套，使得第一腔體與第二腔體連通。

優(yōu)選的，徑向節(jié)流孔均勻分布在軸套上，第一腔體呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，連通孔均勻分布在軸內(nèi)套上，第二腔體呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，軸套底部設(shè)有套座，軸芯底部徑向向外設(shè)有突出部，套座內(nèi)圈上設(shè)有止推槽，突出部位于止推槽內(nèi)，使得突出部和止推槽之間形成第三腔體。

優(yōu)選的，套座包括上壁、側(cè)壁和下壁，上壁、側(cè)壁和下壁依次固定連接形成一個半封閉的止推槽，上壁設(shè)有軸向節(jié)流孔，軸向節(jié)流孔貫穿上壁，使得第三腔體與外界連通，下壁左表面和軸芯之間形成泄氣縫，使得第三腔體與外界連通。

優(yōu)選的，上壁下表面設(shè)有連通槽和至少兩道均壓槽，相鄰的均壓槽之間通過連通槽相互連通，均壓槽與軸向節(jié)流孔相互連通。

優(yōu)選的，還包括機體，機體呈筒狀結(jié)構(gòu)，軸套套設(shè)在所述機體內(nèi)。

優(yōu)選的，機體上設(shè)有進氣道，進氣道與徑向節(jié)流孔連通。

優(yōu)選的，機體上設(shè)有進氣道，進氣道與軸向節(jié)流孔連通。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：軸芯套設(shè)在軸套內(nèi)，使得軸芯和軸套之間形成第一腔體，當(dāng)軸芯在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的時候，由于徑向節(jié)流孔斜向設(shè)置在軸套上，而且徑向節(jié)流孔的開孔方向與軸芯在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的方向一致，高壓氣體通過徑向節(jié)流孔斜向進入第一腔體內(nèi)，高壓氣體隨著軸芯的轉(zhuǎn)動在第一腔體內(nèi)中產(chǎn)生附加環(huán)流效應(yīng)，可有效提高軸芯轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性，能解決因正向進氣使得軸芯與軸承間隙中的氣體存在擴散流動，從而產(chǎn)生的壓力損失，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降的問題；另一方面，軸套包括軸外套和軸內(nèi)套，軸外套和軸內(nèi)套之間設(shè)有第二腔體，在軸芯受到外界碰擊的時候，軸芯會在第一腔體內(nèi)向一方向偏移，此時導(dǎo)致第一腔體和第二腔體之間形成壓力差，壓力差會使氣體通過連通孔從第一腔體內(nèi)流向第二腔體，或者使氣體通過連通孔從第二腔體內(nèi)流向第一腔體，使得第一腔體和第二腔體達成壓力平衡，氣體往復(fù)通過連通孔，從而產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，將振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，從而達到衰減振動的效果，可以保證軸芯處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)中的平穩(wěn)性，能解決由于氣浮軸承因受到外界碰擊而破壞主軸處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)中的平穩(wěn)性的問題；第三方面，由于上壁的下表面設(shè)有連通槽和至少兩道均壓槽，而且均壓槽與軸向節(jié)流孔相互連通，高壓氣體通過軸向節(jié)流孔進入其中一道均壓槽后，高壓氣體通過連通槽流向其他均壓槽，可以有效的提高軸承的軸向承載力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明復(fù)合式氣浮軸系結(jié)構(gòu)的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示復(fù)合式氣浮軸系結(jié)構(gòu)中軸套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2所示A部的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖2所示軸套中套座的上壁下表面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖2所示B-B方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖2所示C-C方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6所示B部的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、軸芯；11、突出部；21、徑向節(jié)流孔；22、軸外套；23、軸內(nèi)套；231、連通孔；24、第二腔體；25、止推槽；26、上壁；261、軸向節(jié)流孔；262、連通槽；263、均壓槽；27、側(cè)壁；28、下壁；3、機體；31、進氣道。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進一步描述：

請參見圖1-圖7，本發(fā)明涉及一種復(fù)合式氣浮軸系結(jié)構(gòu)，包括軸芯1、軸套和機體3。

如圖1所示，機體3內(nèi)成型有第一通道，使得機體3呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，將軸套套設(shè)在呈圓筒狀結(jié)構(gòu)的機體3內(nèi)，可以為軸套提供一個承載載體。

如圖2所示，軸套內(nèi)成型有第二通道，使得軸套呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，將軸芯1套設(shè)在軸套內(nèi)(軸芯1和軸套之間不進行相互接觸)，使得軸芯1和軸套之間形成第一腔體，而且第一腔體呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，機體3上成型有進氣道31，在軸套上斜向成型有徑向節(jié)流孔21(徑向節(jié)流孔21成型與徑向節(jié)流器中)，徑向節(jié)流孔21均勻分布在軸套上并貫穿所述軸套，使得第一腔體依次通過徑向節(jié)流孔21、進氣道31與外界連通，徑向節(jié)流孔21的開孔方向與軸芯1在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的方向一致，徑向節(jié)流孔21所在平面與軸芯1相互垂直。當(dāng)軸芯1在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的時候，由于徑向節(jié)流孔21斜向設(shè)置在軸套上，而且徑向節(jié)流孔21的開孔方向與軸芯1在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的方向一致，高壓氣體通過徑向節(jié)流孔21斜向進入第一腔體內(nèi)，高壓氣體隨著軸芯1的轉(zhuǎn)動在第一腔體內(nèi)中產(chǎn)生附加環(huán)流效應(yīng)，可有效提高軸芯1轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性。

本實施方式中，同一平面中徑向節(jié)流孔21的數(shù)量為十個。在其他實施方式中，同一平面中徑向節(jié)流孔21的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行變更。例如可以為十一個、十二個、十三個或十四個。只要保證高壓氣體通過徑向節(jié)流孔21斜向進入第一腔體內(nèi)，高壓氣體在第一腔體內(nèi)中產(chǎn)生附加環(huán)流效應(yīng)，可有效提高軸芯1轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性即可。

本實施方式中，分布有徑向節(jié)流孔21的平面的數(shù)量為四個。在其他實施方式中，分布有徑向節(jié)流孔21的平面的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行變更。例如五個、六個、七個或十個。

如圖2所示，軸套包括軸外套22和軸內(nèi)套23，軸內(nèi)套23套設(shè)在所述軸外套22內(nèi)，在軸外套22和軸內(nèi)套23之間成型有第二腔體24，而且第二腔體24呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在軸內(nèi)套23上成型有連通孔231(如圖3所示)，連通孔231均勻分布在軸內(nèi)套23上并貫穿所述軸內(nèi)套23，使得第一腔體與第二腔體24連通。在軸芯1受到外界碰擊的時候，軸芯1會在第一腔體內(nèi)向一方向偏移，此時導(dǎo)致第一腔體和第二腔體24之間形成壓力差，壓力差會使氣體通過連通孔231從第一腔體內(nèi)流向第二腔體24，或者使氣體通過連通孔231從第二腔體24內(nèi)流向第一腔體，使得第一腔體和第二腔體24達成壓力平衡，氣體往復(fù)通過連通孔231，從而產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，將振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，從而達到衰減振動的效果，可以保證軸芯1處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)中的平穩(wěn)性。

本實施方式中，同一平面中連通孔231的數(shù)量為十二個。在其他實施方式中，同一平面中連通孔231的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行變更。例如可以為十一個、十三個或十四個。只要保證氣體往復(fù)通過連通孔231，從而產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，將振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，從而達到衰減振動的效果即可。

本實施方式中，分布有連通孔231的平面的數(shù)量為四個。在其他實施方式中，分布有連通孔231的平面的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行變更。例如五個、六個、七個或十個。

如圖2所示，軸套底部成型有套座，軸芯1底部徑向向外成型有突出部11，在套座內(nèi)圈上設(shè)有止推槽25，其中，套座包括上壁26、側(cè)壁27和下壁28，上壁26、側(cè)壁27和下壁28(下壁28為止推軸承)依次固定連接形成一個半封閉的止推槽25，將突出部11放置于所述止推槽25內(nèi)，使得所述突出部11和止推槽25之間形成第三腔體(突出部11與第三腔體不進行接觸)。在止推槽25的上壁26成型有軸向節(jié)流孔261(軸向節(jié)流孔261成型與軸向節(jié)流器中)，軸向節(jié)流孔261的開口方向豎直向下，軸向節(jié)流孔261貫穿所述上壁26，使得第三腔體依次通過軸向節(jié)流孔261、進氣道31與外界連通，在止推槽25的下壁28左表面和軸芯1之間形成泄氣縫，使得第三腔體與外界連通。當(dāng)高壓氣體依次從進氣道31、軸向節(jié)流孔261流進第三腔體內(nèi)并從泄氣縫流向外界時，使得軸芯1的突出部11與第三腔體實現(xiàn)零接觸，可以減少突出部11與第三腔體之間的摩擦，而且突出部11位于所述止推槽25內(nèi)，可以起到止推作用，即防止軸芯1在第二通道內(nèi)軸向竄動。

如圖4所示，在止推槽25上壁26下表面成型有連通槽262和三道均壓槽263，相鄰的均壓槽263之間通過連通槽262相互連通，均壓槽263與軸向節(jié)流孔261相互連通。高壓氣體通過軸向節(jié)流孔261進入其中一道均壓槽263后，高壓氣體通過連通槽262流向其他均壓槽263，可以有效的提高軸承的軸向承載力。

本實施方式中，均壓槽263的數(shù)量為三道。在其他實施方式中，均壓槽263的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行變更。例如五道、六道、七道或十道。

本實施方式中，連通槽262的數(shù)量為八道。在其他實施方式中，連通槽262的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行變更。例如六道、七道、九道或十道。只要高壓氣體通過連通槽262流向其他均壓槽263，可以有效的提高軸承的軸向承載力即可。

當(dāng)軸芯1在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的時候，高壓氣體通過徑向節(jié)流孔21斜向進入第一腔體內(nèi)，起到徑向支撐的作用，高壓氣體從軸向節(jié)流孔261流進第三腔體內(nèi)，起到軸向支撐的作用，兩者結(jié)合在一起，可以保證軸芯1工作時的精準(zhǔn)度。

使用本發(fā)明時，將軸套套設(shè)在機體3內(nèi)，然后將軸芯1套設(shè)在軸套內(nèi)，使得軸芯1和軸套之間形成第一腔體，當(dāng)軸芯1在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的時候，由于徑向節(jié)流孔21斜向設(shè)置在軸套上，而且徑向節(jié)流孔21的開孔方向與軸芯1在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動的方向一致，高壓氣體通過徑向節(jié)流孔21斜向進入第一腔體內(nèi)，高壓氣體隨著軸芯1的轉(zhuǎn)動在第一腔體內(nèi)中產(chǎn)生附加環(huán)流效應(yīng)，可有效提高軸芯1轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性，能解決因正向進氣使得軸芯1與軸承間隙中的氣體存在擴散流動，從而產(chǎn)生的壓力損失，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降的問題；另一方面，軸套包括軸外套22和軸內(nèi)套23，軸外套22和軸內(nèi)套23之間設(shè)有第二腔體24，在軸芯1受到外界碰擊的時候，軸芯1會在第一腔體內(nèi)向一方向偏移，此時導(dǎo)致第一腔體和第二腔體24之間形成壓力差，壓力差會使氣體通過連通孔231從第一腔體內(nèi)流向第二腔體24，或者使氣體通過連通孔231從第二腔體24內(nèi)流向第一腔體，使得第一腔體和第二腔體24達成壓力平衡，氣體往復(fù)通過連通孔231，從而產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，將振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，從而達到衰減振動的效果，可以保證軸芯1處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)中的平穩(wěn)性，能解決由于氣浮軸承因受到外界碰擊而破壞主軸處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)中的平穩(wěn)性的問題；第三方面，當(dāng)高壓氣體依次從進氣道31、軸向節(jié)流孔261流進第三腔體內(nèi)并從泄氣縫流向外界時，使得軸芯1的突出部11與第三腔體實現(xiàn)零接觸，可以減少突出部11與第三腔體之間的摩擦，而且突出部11位于所述止推槽25內(nèi)，可以起到止推作用，即防止軸芯1在第二通道內(nèi)軸向竄動；第四方面，由于上壁26下表面設(shè)有連通槽262和三道均壓槽263，而且均壓槽263與軸向節(jié)流孔261相互連通，高壓氣體通過軸向節(jié)流孔261進入其中一道均壓槽263后，高壓氣體通過連通槽262流向其他均壓槽263，可以有效的提高軸承的軸向承載力。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。