專利名稱：:軸承結(jié)構(gòu)的制作方法本發(fā)明關(guān)于軸承結(jié)構(gòu)，特別是(但非限于)稱裝置中旋轉(zhuǎn)工件支持臺(tái)用的軸承結(jié)構(gòu)，諸如稱量臺(tái)(ratetables)，角度測(cè)量系統(tǒng)和外形測(cè)量裝置(用以測(cè)量圓度、平直度和表面狀況)。在稱量裝置中需要精密的軸承，例如用于旋轉(zhuǎn)工件支持臺(tái)中，此軸承要能夠支持相當(dāng)重的負(fù)荷下仍保持剛性，防止被支持件徑向、軸向和角度的位移，保持低的摩擦性，使被支持件自由地轉(zhuǎn)動(dòng)和具有吸振性。過去的稱量裝置中已提出過各種形式的軸承。例如在一種已作商業(yè)性生產(chǎn)的軸承結(jié)構(gòu)中，工件支持臺(tái)的垂直布置的軸的底端用半球形的干止推軸承支持，而靠近它的上端用含有干墊塊的軸頸配合著軸的柱形表面。這個(gè)干軸承結(jié)構(gòu)存在的問題是它只有低的軸承負(fù)荷能力，并且為了保證所需的精度，軸要做得較長(zhǎng)。油靜壓軸承也被提出過。在此種軸承的一個(gè)例子中，油被連續(xù)地泵進(jìn)軸上錐形表面和圍著它的固定支持物之間的空間。雖然這種軸承能支持重負(fù)荷，但很不經(jīng)濟(jì)，因?yàn)樗枰喈?dāng)多的輔助設(shè)備例如泵、油池以及配管。雖然空氣軸承已被使用，但由于不穩(wěn)定，所以用于稱量裝置時(shí)會(huì)引起錐形誤差，特別是當(dāng)負(fù)荷相對(duì)于工件支持臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸有偏移時(shí)更是如此。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先目標(biāo)是提供一種組合軸承，其中的第一和第二部份被支持著做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一型的軸承被提供來(lái)限定所述部份抵受軸向運(yùn)動(dòng)而第二型的軸承被提供來(lái)限定所述部份抵受徑向運(yùn)動(dòng)。在一優(yōu)先實(shí)施例中，第一型軸承是空氣軸承而第二型軸承是干摩擦軸承。在本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例中，提供了一種軸承結(jié)構(gòu)，包括空氣軸承裝置以限定第一和第二相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的部份抵受軸向運(yùn)動(dòng)，以及一個(gè)不同型式的軸承限定所述部份抵受徑向運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明進(jìn)一步可選的目標(biāo)中，提供了一種組合軸承，包括第一和第二相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的部份，它們有多個(gè)徑向延伸的軸承表面和多個(gè)圓柱形的軸承表面，干摩擦軸承裝置作用于圓柱形表面之間，而空氣軸承裝置作用于軸向表面之間。在本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例中，一個(gè)軸承結(jié)構(gòu)具有低摩擦性，高剛度，高穩(wěn)定性和高吸振性，而且具有相對(duì)低的成本。本發(fā)明將進(jìn)一步通過實(shí)例參照附圖作說(shuō)明，其中圖1是本發(fā)明實(shí)施例稱量裝置的簡(jiǎn)略軸測(cè)圖;圖2是按照本發(fā)明實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1中裝置的軸承結(jié)構(gòu)斷面圖;圖3是沿Ⅲ-Ⅲ線所作剖面，但不少另件被省略;圖4是圖2和圖3裝置一部份的軸測(cè)圖;圖5是相似于圖2的剖面，只較詳細(xì)地示出裝置的各部，包括一個(gè)電機(jī);圖6顯示圖5中電機(jī)的部份繞組。參見圖1，稱量裝置(特別用于測(cè)量圓度)包括一個(gè)座2，其中有一個(gè)底盤結(jié)構(gòu)(未示出)用來(lái)支持轉(zhuǎn)盤4，這是通過一個(gè)軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)的，此軸承將參照?qǐng)D2至圖5作詳細(xì)說(shuō)明。轉(zhuǎn)盤4用來(lái)支持需測(cè)表面的工件。與轉(zhuǎn)盤4相鄰的底盤結(jié)構(gòu)上還支持著一個(gè)立柱6。在立柱6上裝有拖板8，作垂直運(yùn)動(dòng)并支持著換能器(未示出)，換能器可以是電感性的，連接著觸頭10。操作圖1所示的裝置時(shí)，工件被裝在轉(zhuǎn)盤4上，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤4可使工件相對(duì)于觸頭10轉(zhuǎn)動(dòng)，觸頭10被置于和被測(cè)工件表面接觸的位置。也可以采用不接觸換能器。本裝置還包括信號(hào)處理裝置(未示出)，用來(lái)處理由換能器輸出的信號(hào)，以提供有關(guān)工件特性的信號(hào)，如圓度。裝有轉(zhuǎn)盤4的軸承結(jié)構(gòu)如圖2中剖視圖所示。它包括一個(gè)轉(zhuǎn)子12，它被定子14支持著可繞一根垂直軸旋轉(zhuǎn)，定子14被裝在裝置的底盤上，底盤簡(jiǎn)略地用16表示。轉(zhuǎn)子12包括一根主軸18，上和下碟20和22用多個(gè)螺釘24和26固定在主軸18上(圖2中只示出各一個(gè)螺釘)。定子包括件28，它也示于圖3和圖4中，它有一個(gè)圓柱孔30，孔中置有主軸18。在孔30中靠近上端處形成有環(huán)形槽32，槽32中包含著三個(gè)干摩擦軸承件34，36和38，它們用低摩擦性的塑料材料制成，例如用聚四氟乙烯做填料的乙縮醛共聚物，它配合著主軸18上形成的環(huán)形肩部40，以限定主軸抵受徑向運(yùn)動(dòng)。件34，36和38被置于等角度布置的位置并用螺釘42固定住。件38有兩個(gè)薄的部分38a，用以使中央部份38b作徑向移動(dòng)。在件28中有一個(gè)調(diào)節(jié)螺釘44和壓簧46，用以調(diào)節(jié)壓力，使件38的中央部份38b被壓頂住主軸18。件34，36和38精確地限定主軸18的徑向位置，但允許主軸18相對(duì)于件28轉(zhuǎn)動(dòng)。定子14還包括一個(gè)件48，它被固定及包圍著件28的下部。環(huán)形空氣供給通道50被形成于件28和件48之間，并通過件48中形成的徑向孔54和空氣供給管路52相連接。通道50通過件28中形成的徑向盲孔58和向上的孔60被連接到處于件28的上部徑向延伸表面和碟20的下部徑向延伸表面之間的空間56，以形成處于件28的上部表面和碟20的下部表面之間的空氣軸承?？?0中設(shè)有限流器62。和盲孔58相連的向下的動(dòng)64也被形成于件28中，以便在件28的下部徑向表面和碟22的上部表面之間徑向延伸的空隙66中形成空氣軸承。孔64有限流器68，并被置于相對(duì)于孔60略為徑向向內(nèi)的位置，使得空隙66中的空氣軸承剛度小于空間56中的軸承剛度。各空間56和66的寬度最好在10-15公絲范圍內(nèi)，例如12公絲，這樣，空氣軸承就有效和穩(wěn)定地限定轉(zhuǎn)子12抵受相對(duì)于定子28的軸向運(yùn)動(dòng)。下部的軸承防止轉(zhuǎn)子的垂直向振動(dòng)。在空隙56和66中的空氣能同時(shí)徑向向內(nèi)和徑向向外移動(dòng)。徑向向內(nèi)移動(dòng)的空氣是通過通道70被排出，通道70徑向延伸通過主軸18到達(dá)在主軸18的內(nèi)表面和裝在主軸18里面的排氣塊74之間的環(huán)形空間72。空間72通過塊74中的通道78連接到排氣裝置76，排氣裝置包括一消音器。一個(gè)可膨脹夾件80被裝在構(gòu)件82上，構(gòu)件82被固定在件28和48上，膨脹夾件圍繞著碟20，可由通過通道84所供給的流體來(lái)吹脹，例如空氣，把轉(zhuǎn)子12相對(duì)于定子14夾緊。殼體86(圖2和圖5)被固定在定子14的底部，罩住這個(gè)直流電機(jī)。電機(jī)包括一個(gè)裝在殼體86中的環(huán)形磁鐵88，和包括交叉布置的北和南極，軸90用螺釘92固定在轉(zhuǎn)子12的碟22上，在絕緣碟94上有以印刷電路的方式形成著導(dǎo)體96，導(dǎo)體96組成電機(jī)的繞組。導(dǎo)體96的形狀示于圖6中。碟94通過用螺釘102裝在軸90上的壓圈100緊緊地夾在兩絕緣環(huán)98之間，所以碟94和軸90相對(duì)固定。電力由裝在殼體86內(nèi)的電刷104供給繞組96。這樣，電機(jī)軸90形成主軸18的延長(zhǎng)部，使主軸18能直接地由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。最好把電機(jī)的轉(zhuǎn)速做成每分鐘0.03轉(zhuǎn)到10轉(zhuǎn)之間。轉(zhuǎn)子和定子的各部份之間設(shè)有氣封106。碟20和主軸18之間設(shè)有對(duì)中環(huán)108，另一個(gè)對(duì)中環(huán)110設(shè)于軸90和碟22之間。多芯電纜112延伸穿過轉(zhuǎn)子12和電機(jī)軸90的中心，把電力和控制信號(hào)輸?shù)睫D(zhuǎn)盤4，用未示出的裝置對(duì)轉(zhuǎn)盤4調(diào)整中心和平衡。電力和信號(hào)是通過一個(gè)滑環(huán)裝置(未示出)供給電纜112的，滑環(huán)裝置裝在電機(jī)軸90的下端。參照?qǐng)D2至圖6所述的結(jié)構(gòu)是相對(duì)地便宜的，能支持重負(fù)荷，是穩(wěn)定的和具吸振能力，電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)防止了由皮帶傳動(dòng)所產(chǎn)生的不利的振動(dòng)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以有各種改進(jìn)。例如，雖然在優(yōu)先實(shí)施例中軸承是被裝成繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，但它也能被裝成不同的狀態(tài)，諸如繞水平軸旋轉(zhuǎn)。雖然干摩擦軸承被裝置成其作用于定子的內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子的外表面之間，他在本發(fā)明的范圍傳它也能被設(shè)計(jì)成此干軸承作用于定子的外表面和轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面之間。此外，雖然在實(shí)施例中顯示出的空氣軸承是形成于兩個(gè)徑向延伸的平面之間，但在本發(fā)明的范圍內(nèi)也能把空氣軸承形成于兩個(gè)錐形表面之間。然而，最好還是采用圖中所示的布局，即空氣軸承被形成于兩個(gè)平面之間，因?yàn)樗绒D(zhuǎn)簡(jiǎn)單，以及每個(gè)軸承只起單一的作用，即要么限定于徑向，要么限定于軸向。雖然在實(shí)施例中空氣軸承作為止推轉(zhuǎn)承而干摩擦軸承作為軸頸，這個(gè)實(shí)施例是用于大的止推力和小的徑向力的場(chǎng)合，本發(fā)明也可被用于一種布局，其中有小的止推力但大的徑向力，在這種情況下空氣軸承最好被做成作為軸頸而干摩擦軸承做成作為止推軸承。圖中所示布局的特別有利之處是轉(zhuǎn)盤停下來(lái)時(shí)不會(huì)偏離其幾何位置。這對(duì)先有技術(shù)的軸承來(lái)說(shuō)是很難做到的。權(quán)利要求1.一種軸承結(jié)構(gòu)包括第一和第二部份(12，14)，它們被第一軸承裝置支持著可作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一軸承裝置限定所述兩個(gè)部份抵受有關(guān)的徑向運(yùn)動(dòng)，第二軸承裝置限定所述兩個(gè)部份抵受有關(guān)的軸向運(yùn)動(dòng)，其特征為所述的軸承裝置(34，36，38)之一是干摩擦軸承，而其他的則是空氣軸承(56)。2.如權(quán)利要求1中的結(jié)構(gòu)，其特征為空氣軸承(56)限定所述部份(12，14)抵受有關(guān)的軸向運(yùn)動(dòng)，干摩擦軸承(34，36，38)限定所述的部份(12，14)抵受有關(guān)的徑向運(yùn)動(dòng)。3.如權(quán)利要求2中的結(jié)構(gòu)，其特征為所述空氣軸承(56)作用于所述兩部份的徑向延伸平面之間。4.如權(quán)利要求2或3中的結(jié)構(gòu)，其特征為包括第一和第二空氣軸承(56，66)，其中之一限定所述的部份抵受一個(gè)方向的有關(guān)的軸向運(yùn)動(dòng)，其中之另一限定它們抵受相反方向的有關(guān)的軸向運(yùn)動(dòng)。5.如權(quán)利要求4中的結(jié)構(gòu)，其特征為所述的空氣軸承(56，66)中之一的剛度比另一個(gè)為小。6.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)，其特征為裝在垂直旋轉(zhuǎn)軸上。7.如根據(jù)基于權(quán)利要求5的權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征為空氣軸承(56，66)的最上面那個(gè)的剛度較大。8.如權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)，其特征為其中的干摩擦軸承包括三個(gè)轉(zhuǎn)承部份(34，36，38)，處于等角度分布位置。9.如權(quán)利要求8中的結(jié)構(gòu)，其特征為兩個(gè)上述部份(34，36)是固定的而第三個(gè)(38)可徑向調(diào)節(jié)。10.如任何上述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征為包括一個(gè)排氣裝置(76)，它包含一個(gè)消音器以便從上述空氣裝置(56)中排出空氣。11.如任何上述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征為包括一個(gè)電機(jī)(88，96)，它有一根軸(90)直接連接到所述部份之一，以驅(qū)動(dòng)該部份相對(duì)于其他部份旋轉(zhuǎn)。12.如權(quán)利要求11中的結(jié)構(gòu)，其特征為所述電機(jī)的繞組(96)包括在一個(gè)絕緣碟(97)上用印刷電路形成導(dǎo)體，所述碟(94)被裝固在電機(jī)的軸(90)上。專利摘要一種軸承結(jié)構(gòu)，適用于支持稱量裝置中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)(4)，包括一個(gè)徑向軸承(34，36，38)和一個(gè)止推軸承(56，66)。徑向軸承用三個(gè)干摩擦墊塊(34，36，38)，其中之一(38)是徑向調(diào)節(jié)的，止推軸承(56，66)包括第一和第二空氣軸承。軸承的旋轉(zhuǎn)軸是垂直的，空氣軸承中下面那個(gè)(66)的剛度比上面那個(gè)(56)小。文檔編號(hào)F16C17/26GK86104920SQ86104920公開日1987年1月28日申請(qǐng)日期1986年7月31日發(fā)明者安東尼·布魯斯·巴納比申請(qǐng)人:蘭克·泰勤霍布森有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX,EndNote,RefMan