本技術(shù)涉及轉(zhuǎn)軸承載領(lǐng)域，尤其涉及一種具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的承載軸承主要有靜壓軸承和動壓軸承兩種，靜壓軸承與動壓軸承相比，其是靠外部油泵的壓力進行承載，具有旋轉(zhuǎn)精度高、壽命長、抗振性好、功耗小等優(yōu)點，被廣泛應用于精密機床主軸上。靜壓軸承按高壓油供給的方式可分為兩類：一、定流軸承，定流軸承由定量泵提供各油腔固定流量的潤滑油，其可根據(jù)外部載荷變化壓力，承載能力強，但定流軸承的各油腔需單獨設(shè)置定流泵和控制閥，其結(jié)構(gòu)復雜、占用空間大、成本高，應用少；二、定壓軸承，泵以恒定的供油壓力向軸承供油，油經(jīng)節(jié)流器后進入對應的高壓油腔形成油腔壓力，其供油結(jié)構(gòu)簡單、成本低、應用廣泛。

2、隨著轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)應用環(huán)境的復雜多樣化(如光子切片機等)，轉(zhuǎn)軸軸深設(shè)置越來越長，對旋轉(zhuǎn)精度和載荷承載力的要求也越來越高。而現(xiàn)有的軸承無法滿足轉(zhuǎn)軸高旋轉(zhuǎn)精度和高承載的需求，轉(zhuǎn)軸在運行時易出現(xiàn)傾斜變形大、附加至軸承的彎矩載荷大的問題，使得軸承無法有效承載、軸承間隙大的位置易發(fā)生泄壓，造成軸承掃邊燒瓦現(xiàn)象的發(fā)生，轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的安全可靠性差。為解決上述問題，現(xiàn)有的方式通常是將定壓軸承設(shè)置為雙排的形式，但定壓軸承雙排承載增大了軸承內(nèi)側(cè)載荷，其承載能力仍然無法滿足軸深長、變形大環(huán)境的承載需求，在高轉(zhuǎn)速時也容易發(fā)生高溫故障。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于轉(zhuǎn)軸軸深長、傾斜變形大環(huán)境，且承載能力強、結(jié)構(gòu)簡單的具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)。

2、為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案為：

3、一種具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)軸、套設(shè)于轉(zhuǎn)軸軸頸處的軸承體，以及套設(shè)于軸承體外的軸承外殼，所述軸承體的中部設(shè)有定壓軸承區(qū)，所述軸承體的端部承受轉(zhuǎn)軸彎矩載荷的區(qū)域設(shè)有定流軸承區(qū)；所述定流軸承區(qū)設(shè)有提供轉(zhuǎn)軸彎矩載荷相反作用力的彎矩載荷承載腔，所述定壓軸承區(qū)設(shè)有沿所述軸承體周向間隔布置的徑向載荷承載腔；所述彎矩載荷承載腔和所述徑向載荷承載腔之間設(shè)有防止相鄰腔體油液相互干擾的卸油槽。

4、作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

5、還包括定流供油通道和定壓供油通道，所述定流供油通道包括設(shè)于所述軸承外殼的定流供油段、以及設(shè)于所述軸承體外表面的定流供油環(huán)槽，所述定流供油段通過所述定流供油環(huán)槽與所述彎矩載荷承載腔連通；所述定壓供油通道包括設(shè)于所述軸承外殼的定壓供油段、以及設(shè)于所述軸承體外表面的定壓供油環(huán)槽，所述定壓供油段通過所述定壓供油環(huán)槽與所述徑向載荷承載腔連通。

6、還包括端卸回油通道和內(nèi)部回油通道，所述端卸回油通道的進油口設(shè)于所述軸承外殼的兩端部、并位于所述軸承體的軸向兩側(cè)；所述內(nèi)部回油通道包括相互連通的集油環(huán)槽和內(nèi)部回油段，所述集油環(huán)槽設(shè)于所述軸承體的靠近轉(zhuǎn)軸承載端的端部內(nèi)表面、并位于所述定流軸承區(qū)的軸向外側(cè)，所述內(nèi)部回油段設(shè)于所述軸承外殼。

7、所述卸油槽為環(huán)形卸油槽，靠近所述轉(zhuǎn)軸承載端的所述環(huán)形卸油槽與所述內(nèi)部回油段連通。

8、所述定流供油段的進油口、所述定壓供油段的進油口、所述端卸回油通道的出油口和所述內(nèi)部回油段的出油口排列布置于所述軸承體的端面。

9、所述軸承體端部的未承受轉(zhuǎn)軸彎矩載荷的區(qū)域為非承載過流區(qū)，所述定流軸承區(qū)的內(nèi)徑與所述轉(zhuǎn)軸的外徑相同，所述非承載過流區(qū)的內(nèi)徑大于所述轉(zhuǎn)軸的外徑；所述非承載過流區(qū)與所述定流軸承區(qū)通過錐形過渡段連接，以圍成所述軸承體的端部內(nèi)圈。

10、轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)還包括防止外部雜質(zhì)粉塵進入軸承外殼內(nèi)部的通氣組件，所述通氣組件包括設(shè)于所述軸承體的通氣通道，所述通氣通道的遠離所述轉(zhuǎn)軸承載端的一端連通有氣源。

11、所述彎矩載荷承載腔通過徑向定流通道與所述定流供油環(huán)槽連通；所述徑向載荷承載腔通過徑向定壓通道與所述定壓供油環(huán)槽連通，所述徑向定壓通道設(shè)有節(jié)流器。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

13、本實用新型首次將定壓軸承和定流軸承組合設(shè)置的形式應用于轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，即在軸承體的中部設(shè)有定壓軸承區(qū)，軸承體的端部承受轉(zhuǎn)軸彎矩載荷的區(qū)域設(shè)有定流軸承區(qū)，定流軸承區(qū)設(shè)有彎矩載荷承載腔，定壓軸承區(qū)設(shè)有沿軸承體周向間隔布置的徑向載荷承載腔，其使得定壓軸承和定流軸承集成設(shè)置于同一軸承體，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，成本低。

14、同時，本實用新型轉(zhuǎn)軸的徑向載荷和彎矩載荷可根據(jù)載荷和軸承性質(zhì)分開獨立承載。即采用結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的定壓軸承區(qū)承受轉(zhuǎn)軸正常載荷量的徑向載荷；采用定流軸承區(qū)的彎矩載荷承載腔提供轉(zhuǎn)軸彎矩載荷相反的作用力，此時，高承載能力的定流軸承區(qū)承受轉(zhuǎn)軸軸深長、變形大產(chǎn)生的大彎矩載荷，其解決了雙排定壓軸承無法承受轉(zhuǎn)軸大彎矩載荷、高溫的問題，在保證軸深長、大變形環(huán)境下軸承高承載能力和轉(zhuǎn)軸高旋轉(zhuǎn)精度要求的同時，有效節(jié)約成本。

15、由于定流軸承區(qū)只承受轉(zhuǎn)軸的彎矩載荷，其承受的載荷量相比現(xiàn)有的定流軸承大大降低，定流軸承可相應減少至只承受彎矩載荷，此時，定流軸承區(qū)只需在軸承體承受彎矩載荷的位置設(shè)置即可承受轉(zhuǎn)軸的大彎矩載荷。定流軸承區(qū)設(shè)置數(shù)量的減少大大縮小了定流軸承的軸向尺寸，簡化了定流軸承的結(jié)構(gòu)，其有效解決了現(xiàn)有定流軸承結(jié)構(gòu)復雜、應用受限的問題。

16、同時，彎矩載荷承載腔和徑向載荷承載腔之間設(shè)有卸油槽，其使得定流軸承區(qū)和定壓軸承區(qū)的潤滑油可從卸油槽卸油，避免了定流軸承區(qū)和定壓軸承區(qū)在承載時相互干擾的問題，保證轉(zhuǎn)軸徑向載荷和彎矩載荷的有效承載。

17、本實用新型定壓軸承和定流軸承組合設(shè)置的形式在有效承受轉(zhuǎn)軸大彎矩和徑向載荷的同時，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，其避免了軸承掃邊燒瓦現(xiàn)象的發(fā)生，保證了轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的高承載和高旋轉(zhuǎn)精度要求，其大大提高了系統(tǒng)的安全可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)軸、套設(shè)于轉(zhuǎn)軸軸頸處的軸承體，以及套設(shè)于軸承體外的軸承外殼，其特征在于，所述軸承體的中部設(shè)有定壓軸承區(qū)，所述軸承體的端部承受轉(zhuǎn)軸彎矩載荷的區(qū)域設(shè)有定流軸承區(qū)；所述定流軸承區(qū)設(shè)有提供轉(zhuǎn)軸彎矩載荷相反作用力的彎矩載荷承載腔，所述定壓軸承區(qū)設(shè)有沿所述軸承體周向間隔布置的徑向載荷承載腔；所述彎矩載荷承載腔和所述徑向載荷承載腔之間設(shè)有防止相鄰腔體油液相互干擾的卸油槽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，其特征在于，還包括定流供油通道和定壓供油通道，所述定流供油通道包括設(shè)于所述軸承外殼的定流供油段、以及設(shè)于所述軸承體外表面的定流供油環(huán)槽，所述定流供油段通過所述定流供油環(huán)槽與所述彎矩載荷承載腔連通；所述定壓供油通道包括設(shè)于所述軸承外殼的定壓供油段、以及設(shè)于所述軸承體外表面的定壓供油環(huán)槽，所述定壓供油段通過所述定壓供油環(huán)槽與所述徑向載荷承載腔連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，其特征在于，還包括端卸回油通道和內(nèi)部回油通道，所述端卸回油通道的進油口設(shè)于所述軸承外殼的兩端部、并位于所述軸承體的軸向兩側(cè)；所述內(nèi)部回油通道包括相互連通的集油環(huán)槽和內(nèi)部回油段，所述集油環(huán)槽設(shè)于所述軸承體的靠近轉(zhuǎn)軸承載端的端部內(nèi)表面、并位于所述定流軸承區(qū)的軸向外側(cè)，所述內(nèi)部回油段設(shè)于所述軸承外殼。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，其特征在于，所述卸油槽為環(huán)形卸油槽，靠近所述轉(zhuǎn)軸承載端的所述環(huán)形卸油槽與所述內(nèi)部回油段連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，其特征在于，所述定流供油段的進油口、所述定壓供油段的進油口、所述端卸回油通道的出油口和所述內(nèi)部回油段的出油口排列布置于所述軸承體的端面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，其特征在于，所述軸承體端部的未承受轉(zhuǎn)軸彎矩載荷的區(qū)域為非承載過流區(qū)，所述定流軸承區(qū)的內(nèi)徑與所述轉(zhuǎn)軸的外徑相同，所述非承載過流區(qū)的內(nèi)徑大于所述轉(zhuǎn)軸的外徑；所述非承載過流區(qū)與所述定流軸承區(qū)通過錐形過渡段連接，以圍成所述軸承體的端部內(nèi)圈。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，其特征在于，還包括防止外部雜質(zhì)粉塵進入軸承外殼內(nèi)部的通氣組件，所述通氣組件包括設(shè)于所述軸承體的通氣通道，所述通氣通道的遠離所述轉(zhuǎn)軸承載端的一端連通有氣源。

8.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任意一項所述的具有高承載能力的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，其特征在于，所述彎矩載荷承載腔通過徑向定流通道與所述定流供油環(huán)槽連通；所述徑向載荷承載腔通過徑向定壓通道與所述定壓供油環(huán)槽連通，所述徑向定壓通道設(shè)有節(jié)流器。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)軸、軸承體和軸承外殼，軸承體中部設(shè)有定壓軸承區(qū)，軸承體端部設(shè)有定流軸承區(qū)；定流軸承區(qū)設(shè)有彎矩載荷承載腔，定壓軸承區(qū)設(shè)有徑向載荷承載腔；彎矩載荷承載腔和徑向載荷承載腔之間設(shè)有卸油槽。本技術(shù)具有適用于轉(zhuǎn)軸軸深長、傾斜變形大環(huán)境，且承載能力強等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：張亞賓,魯學良,段晟星,彭謙,朱杰,潘鴻,羅碧,周少華
受保護的技術(shù)使用者：湖南崇德科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240311
技術(shù)公布日：2024/12/19