本實(shí)用新型屬于滑動軸承領(lǐng)域中動靜壓軸承結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于高精密旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的基于負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的智能動靜壓軸承。

背景技術(shù)：

動靜壓軸承結(jié)合了動壓軸承和靜壓軸承的特點(diǎn)，能在比較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)形成高壓潤滑膜。誤差均勻化和抗震性保證了主軸的精度和平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。主軸與軸承被潤滑膜隔開，理論壽命很長。因此，動靜壓軸承具有高承載力、高剛度及長壽命等特點(diǎn)，在高速、高精密機(jī)床中有較大的應(yīng)用潛力。然而高速和高精度要求動靜壓軸承具有很高的精度和剛度，能抵抗沖擊力的激振等，這使得動靜壓軸承的半徑間隙通常僅有十幾微米，對軸承的設(shè)計(jì)和加工要求極高，也給相關(guān)測試帶來了很大的困難。另外，現(xiàn)有的一些為提高動靜壓軸承運(yùn)行精度而采用控制策略存在影響速度慢、控制精度低等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，采用負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)了一種動靜壓軸承，使其具有一定的自適應(yīng)能力，能夠?qū)\(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的擾動等影響運(yùn)動精度的因素做出快速響應(yīng)并自動做出調(diào)整，以解決高速和高精度對軸承間隙的過度要求，降低動靜壓軸承在設(shè)計(jì)和加工以及測試中的困難。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種基于負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的智能動靜壓軸承，包括套裝在主軸上的軸承本體和進(jìn)油裝置，所述軸承本體上設(shè)置有安裝孔，所述進(jìn)油裝置安裝在所述安裝孔內(nèi)，所述安裝孔底部設(shè)置有進(jìn)油口，所述進(jìn)油裝置通過所述進(jìn)油口與設(shè)置在所述軸承本體承載面上的靜壓腔連接，所述進(jìn)油裝置采用負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)供油調(diào)節(jié)形成所述智能動靜壓軸承。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)油裝置包括前端、中端和后端，所述前端和中端內(nèi)設(shè)置有主通孔，所述中端與所述后端之間設(shè)置有輔通孔，所述主通孔與所述輔通孔共同構(gòu)成所述進(jìn)油通道。

進(jìn)一步的，所述后端為負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)，直徑小于所述安裝孔的內(nèi)徑，所述后端的外徑和所述安裝孔的內(nèi)徑構(gòu)成進(jìn)油間隙。

進(jìn)一步的，所述前端與所述安裝孔的孔肩軸向定位連接，通過壓頭固定。

進(jìn)一步的，所述中端與所述安裝孔采用徑向定位配合連接，所述中端與所述安裝孔之間設(shè)置有兩個密封圈。

進(jìn)一步的，所述輔通孔包括相互垂直設(shè)置的第一輔通孔和第二輔通孔。

進(jìn)一步的，所述主通孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，用于安裝進(jìn)油管路。

進(jìn)一步的，所述安裝孔底部與所述進(jìn)油口之間設(shè)置為錐形結(jié)構(gòu)，所述錐形結(jié)構(gòu)的頂部與所述進(jìn)油口連接。

進(jìn)一步的，所述安裝孔沿所述軸承本體均勻設(shè)置有多個，每個所述安裝孔內(nèi)均設(shè)置有進(jìn)油裝置。

進(jìn)一步的，所述靜壓腔包括相互連通的第一靜壓腔和第二靜壓腔，所述第一靜壓腔的腔室小于所述第二靜壓腔，所述進(jìn)油口與所述第二靜壓腔連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型至少具有以下有益效果：

本實(shí)用新型采用基于負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的進(jìn)油結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過在軸承本體上設(shè)置采用負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的進(jìn)油裝置，進(jìn)油裝置通過安裝孔和進(jìn)油口與軸承本體承載面上相互連通的兩個靜壓腔連接，進(jìn)油裝置采用負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)形成智能動靜壓軸承，利用負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)特有的拉脹效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)供油調(diào)節(jié)，能夠有效地降低軸承振動和減小偏心，從而提高運(yùn)動精度，同時(shí)降低了高速工況下對軸承間隙的依賴，避免了傳統(tǒng)高精度動靜壓軸承加工困難和易堵塞等問題。

進(jìn)一步的，后端為負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)，直徑小于安裝孔的內(nèi)徑，后端的外徑和安裝孔的內(nèi)徑構(gòu)成進(jìn)油間隙，可根據(jù)實(shí)際工況的需要設(shè)計(jì)不同的間隙，更有利于對軸承運(yùn)行進(jìn)行控制。

進(jìn)一步的，前端和孔肩采用軸向定位，便于進(jìn)油裝置的安裝和定位。

進(jìn)一步的，中端與安裝孔之間設(shè)置兩個密封圈，對主通孔和兩個輔通孔進(jìn)行有效密封。

進(jìn)一步的，兩個輔通孔相互垂直設(shè)置，便于加工且利于潤滑介質(zhì)均勻進(jìn)入進(jìn)油間隙。

進(jìn)一步的，主通孔內(nèi)開有內(nèi)螺紋，方便進(jìn)油管路的安裝。

進(jìn)一步的，安裝孔底部與進(jìn)油口之間設(shè)置為錐形結(jié)構(gòu)，便于孔的加工和油路流通。

進(jìn)一步的，四個進(jìn)油裝置均布在軸承本體上，利用完整潤滑膜的形成，使主軸受力均勻。

進(jìn)一步的，第一靜壓腔的腔室小于第二靜壓腔，形成楔形間隙，增加動壓效應(yīng)。

下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【附圖說明】

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型進(jìn)油結(jié)構(gòu)局部放大示意圖。

其中：1.主軸；2.軸承本體；2-1.第一靜壓腔；2-2.第二靜壓腔；2-3.進(jìn)油口；2-4.安裝孔；2-5.孔肩；3.進(jìn)油裝置；3-1.后端；3-2a.第一輔通孔；3-2b.第二輔通孔；3-3.主通孔；3-4.前端；3-5.中端；4.壓頭；5.密封圈。

【具體實(shí)施方式】

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“頂”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

本實(shí)用新型公開了一種基于負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的智能動靜壓軸承，采用在軸承本體上設(shè)置進(jìn)油裝置。軸承本體的承載面包含靜壓腔、進(jìn)油口和安裝孔。進(jìn)油裝置由前端、中端和后端三部分組成。包括設(shè)置在軸承本體中的進(jìn)油口、采用負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的進(jìn)油裝置、兩個密封圈和壓頭。

前端與安裝孔的孔肩軸向定位，采用壓頭進(jìn)行固定。中端與安裝孔徑向定位配合。后端采用負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其外徑小于安裝孔的內(nèi)徑，后端的外徑和安裝孔的內(nèi)徑構(gòu)成進(jìn)油間隙。

進(jìn)油裝置上開有用于進(jìn)油的三個通孔，包括一個用于安裝進(jìn)油管路的主通孔和兩個相互垂直的輔通孔，這三個通孔與進(jìn)油間隙共同構(gòu)成智能動靜壓軸承的進(jìn)油通道。采用基于負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的進(jìn)油結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠有效地降低軸承振動和減小偏心，從而提高運(yùn)動精度，同時(shí)還避免了傳統(tǒng)高精度動靜壓軸承加工困難和易堵塞等問題。

具體如下：

請參閱圖1和圖2所示，本實(shí)用新型一種基于負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的智能動靜壓軸承，包括主軸1、軸承本體2以及基于負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的進(jìn)油裝置3，軸承本體2套裝在主軸1上。軸承本體2上設(shè)置有T型結(jié)構(gòu)的安裝孔2-4，在軸承本體2的承載面上設(shè)置有相互連通的第一靜壓腔2-1和第二靜壓腔2-2，安裝孔2-4經(jīng)過進(jìn)油口2-3與第二靜壓腔2-2連接，進(jìn)油裝置3設(shè)置在安裝孔2-4內(nèi)，通過壓頭4緊固，與進(jìn)油口2-3和第二靜壓腔2-2及第一靜壓腔2-1連接，通過采用負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的進(jìn)油裝置實(shí)現(xiàn)供油調(diào)節(jié)形成所述智能動靜壓軸承。

進(jìn)油裝置3由前端3-4、中端3-5和后端3-1三部分組成，前端3-4與安裝孔2-4的孔肩2-5軸向定位，通過壓頭4進(jìn)行固定。中端3-5與安裝孔2-4徑向定位配合，中端3-5與安裝孔2-4之間設(shè)置有密封圈5，優(yōu)選兩個。后端3-1采用負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，后端3-1直徑小于安裝孔2-4的內(nèi)徑，采用間隙配合，后端3-1的外徑和安裝孔2-4的內(nèi)徑構(gòu)成進(jìn)油間隙。

在前端3-4和中端3-5內(nèi)設(shè)置有主通孔3-3，主通孔3-3內(nèi)開有內(nèi)螺紋，用于安裝進(jìn)油管路，在中端3-5和后端3-1之間開有第一輔通孔3-2a和第二輔通孔3-2b，第一輔通孔3-2a和第二輔通孔3-2b相互垂直設(shè)置。主通孔3-3、第一輔通孔3-2a、第二輔通孔3-2b和所述進(jìn)油間隙共同構(gòu)成智能動靜壓軸承的進(jìn)油通道。

優(yōu)選的，安裝孔2-4靠近進(jìn)油口2-3處設(shè)置為錐形結(jié)構(gòu)，進(jìn)油口2-3與錐形結(jié)構(gòu)的頂部連接。

安裝孔2-4沿所述軸承本體2均勻設(shè)置有多個，每個安裝孔2-4內(nèi)均設(shè)置進(jìn)油裝置3，每個進(jìn)油裝置3對應(yīng)連接一組第二靜壓腔2-2和第一靜壓腔2-1，

優(yōu)選的，軸承本體2上設(shè)置四個安裝孔2-4，四個進(jìn)油裝置3均布在軸承本體2的每個安裝孔2-4上，將軸承本體2四等分。

優(yōu)選的，第一靜壓腔2-1的腔室小于第二靜壓腔2-2的腔室，進(jìn)油裝置3通過進(jìn)油口2-3與第二靜壓腔2-2和第一靜壓腔2-1連接。

工作時(shí)，軸承內(nèi)潤滑介質(zhì)會有一定的壓力分布，各個進(jìn)油結(jié)構(gòu)的后端3-1將會受到不同程度的壓力而收縮。軸承潤滑間隙在受到外力干擾下發(fā)生變化。一方面，潤滑間隙變小的區(qū)域壓力升高，進(jìn)油裝置3的后端3-1所受的潤滑膜壓力隨之升高，由于進(jìn)油裝置3的后端3-1采用的是負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)，所以后端3-1在所受壓力升高時(shí)會進(jìn)一步被壓縮，其外徑將減小，后端3-1與安裝孔2-4所組成的進(jìn)油間隙將增大，降低了進(jìn)油間隙的節(jié)流效應(yīng)，從而使進(jìn)油孔2-3處的進(jìn)油壓力升高。

另一方面，潤滑間隙變大的區(qū)域壓力將降低，同樣地，進(jìn)油裝置3的后端3-1所受的潤滑膜壓力隨之降低，由于進(jìn)油裝置3的后端3-1采用的是負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)，所以后端3-1在所受的壓力降低時(shí)會伸長，其外徑將增大，后端3-1與安裝孔2-4所組成的進(jìn)油間隙將減小，增加了進(jìn)油間隙的節(jié)流效應(yīng)，從而使進(jìn)油孔2-3處的進(jìn)油壓力降低。

在各個進(jìn)油孔的進(jìn)油壓力隨外力干擾而改變后，軸承將在新的進(jìn)油壓力下重新恢復(fù)到原來的穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)，從而保證了軸承的運(yùn)動精度。

以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的一個優(yōu)選的具體實(shí)施方式，本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施例，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。