CN107120352A - 一种带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承 - Google Patents

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易礼松
范招军
王文
陈晓萌
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Abstract

本发明公开了一种带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承。包括了内圆与转轴匹配而外圆与轴承座匹配的圆环形轴承体，圆环形轴承体的外圆上带有环形凹槽与位于轴承座上的轴承座进油孔对准配合，作为环形油槽，该环形凹槽与均布的轴向进油孔和径向进油孔连通，分别通向轴承端面的节流槽和矩状环形供油凹槽；圆形轴承体的内圆上有四个矩状环形供油凹槽，其中每个矩状环形供油凹槽都含有周向的轴承径向进油孔；矩状环形供油凹槽的内端是弧形矩状面，外端周向是经过轴承内表面后与卸油槽相连，轴向则直接通过轴承内圆表面与外界连通。本发明动静压轴承可以在圆周方向两个方向工作，也可以在轴向实现定位，还由于供油槽的面积增大，加大了进油压力，增多了油液的流量，更多的带有了热量，最后轴承的圆周各个方向的动态特性也增加了，可以全面的减少事故发生的可能性。

Description

一种带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承
技术领域
本发明是一种电主轴用动静压轴承，特别是一种带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承。
背景技术
液体动静压电主轴是以液体动静压轴承为支撑，将机床主轴功能与电动机功能从结构上融为一体的新型机床主轴功能部件，它综合了高速轴承技术、高速电动机技术、变频调速技术及冷却润滑技术等关键技术，其功能是带动刀具(或砂轮)或工件高速旋转，实现高速精密加工。目前，电主轴以滚动轴承以及静压轴承为主，但在很多情况下这两种方式都有很大的弊端。这种高速，高精度的电主轴使用的轴承一旦达到疲劳寿命，尽管是很小的一个机械部分，亦会使整个机器无法正常工作，从而造成不必要失效和浪费。
目前已有的电主轴用轴承，存在着以下几点不足：1）目前市场上针对高速旋转要求的电主轴多用滚动轴承，使用这种轴承有一个很明显的弊端，在使用一段时间后由于轴承的滚珠或者滚子的磨损，使得电主轴需要经常拆卸更换轴承，这样的结果就难以保证之前的精度和工作要求；2）再就是如果采用的是静压轴承作为电主轴用的轴承，那么不可避免的会由于在加工或者其他原因，甚至使得轴承不可避免的会产生动压效应，产生不稳定因素较多；3）单纯的动压轴承作为电主轴的支撑部件的又不可避免的在电主轴启停时候产生干磨损，影响转子甚至整台设备的正常运行4）即使是同时采用了动静压轴承的技术，但是在轴承的结构设计上面很多也只是简单的设计出来进油口，达到了基本功能的实现，实际上很多的动静压轴承在刚度下降了很多，局部应力过大，承载力不足，或者电主轴的旋转方向为单向，同时也由于油腔和小孔尺寸过小的原因，不易散热，使得轴系结构产生了过高的温度；
目前国内电主轴这部分的轴承应用多采用滚动轴承，所以急需发明一种结构合理，性能可靠的动静压轴承，将大大的利于国内旋转部件的发展。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承，可实现正反面方向转动运行，轴向定位，供油面积大，带走热量多，运行可靠。
为达到上述目的，本发明技术方案为：
一种带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承，包括动静压轴承外圆，动静压轴承内圆，轴承端面节流孔，轴承端面节流槽，轴承座；所述动静压轴承外圆是开有环形凹槽，在这个环形凹槽的中间是沿着圆周方向均匀开有八个轴承径向进油孔，并且沿着轴向，也开有八个节流孔。所述动静压轴承内圆是沿着圆周方向均匀分布着四个矩状环形的供油槽，每个槽在矩形沿着圆周方向的两条边都开有进油孔与轴承外圈环形凹槽相通。并且每两个矩状环形供油槽的中间是开有一条卸油槽。所述动静压轴承端面节流槽是一个椭圆形的槽，中间的开有节流孔，并且在圆周方向均匀分布八个。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承既可以在圆周方向两个方向工作，也可以在轴向实现定位，还由于供油槽的面积增大，加大了进油压力，增多了油液的流量，更多的带有了热量，最后轴承的圆周各个方向的动态特性也增加了，可以全面的减少事故发生的可能性。
附图说明
图1为本发明中电主轴总体的结构示意图。
图2为本发明的动静压轴承内圈结构示意图。
图3为本发明的动静压轴承外圈结构示意图。
图4为本发明的动静压轴承剖面图。
图5为本发明的动静压轴承端面图。
其中：1—轴承端面节流槽；2—轴承端面节流孔；3—轴承径向进油孔；4—轴承矩状环形供油凹槽；5—轴承径向弧形矩状面；6—卸油槽；7—轴承外圆环形凹槽；8—轴承座进油孔；9—电主轴轴肩；10—电主轴轴套；11—电主轴磁路；12—转轴；13—动静压轴承体；14—轴承座；15—端盖。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明优选实施例做详细说明：
实施例一：
参见图1~5，本带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承，包括内圆与转轴（12）匹配而外圆与轴承座（14）匹配的圆环形轴承体（13），其特征在于：所述圆环形轴承体（13）内圆上有轴向均布的四个矩状环形供油凹槽（4），而相邻的两个矩状环形供油凹槽（4）之间有一个轴向的卸油槽（6）；圆环形轴承体（13）的外圆上带有环形凹槽（7）与位于轴承座（14）上的轴承座进油孔（8）对准配合，作为环形油槽，该环形凹槽（7）与均布的轴向进油孔（2）和径向进油孔（3）连通，分别通向轴承端面的节流槽（1）和矩状环形供油凹槽（4）；每个矩状环形供油凹槽（4）都有接通周向的轴承径向进油孔（3）；矩状环形供油凹槽（4）的槽底是弧形矩状面（5），槽顶面周向是经过轴承内表面后与卸油槽（6）相连。
实施例二：
所述矩状环形供油凹槽（4）是弧形矩状面而使圆环形轴承体（13）内圆构成了有效的阶梯结构，保证了矩状环形供油凹槽（4）里的油液在周向都是从深处往浅处流，有效形成了动压效应的形成。所述径向进油口（3）的布局是在圆周方向的矩状环形槽（4）两边对称开轴承进油孔（3），保证了该转轴（12）在正反转时候，不同方向的梯形结构的形成，实现了转轴（12）在不同方向的运转得到有效的润滑。所述圆环形轴承体（13）内圆周方向均布四个矩状环形供油凹槽（14），采用铜材料制作，在丰富了供油量，迅速带走轴承内部由于摩擦所产生的热量，提高了转轴（12）可达到的最大转速，避免了由于轴承内部温度过高导致的轴承损坏。所述圆环形轴承体（13）圆周方向开有四个卸油槽（6），有效的预防了油液在轴承内部矩状环形供油槽（14）工作区域之间的相互干扰，从而运行更加稳定。所述圆环形轴承体（13）的端部处开有节流槽（1）和轴向进油孔（2），为了保证轴承在轴向的定位，通过环形供油槽（7）里面的油液，从节流孔（2）进入到节流槽（1），一旦圆环形轴承体（13）该断面碰到转轴（12）部分，就会升高油液压力，顶开转轴（12），防止端部在轴向的移动碰到了转轴（12）中间挡油面部分，造成端部的磨损，影响轴系的正常运转。

Claims (6)

1.一种带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承，包括内圆与转轴（12）匹配而外圆与轴承座（14）匹配的圆环形轴承体（13），其特征在于：所述圆环形轴承体（13）内圆上有轴向均布的四个矩状环形供油凹槽（4），而相邻的两个矩状环形供油凹槽（4）之间有一个轴向的卸油槽（6）；圆环形轴承体（13）的外圆上带有环形凹槽（7）与位于轴承座（14）上的轴承座进油孔（8）对准配合，作为环形油槽，该环形凹槽（7）与均布的轴向进油孔（2）和径向进油孔（3）连通，分别通向轴承端面的节流槽（1）和矩状环形供油凹槽（4）；每个矩状环形供油凹槽（4）都有接通周向的轴承径向进油孔（3）；矩状环形供油凹槽（4）的槽底是弧形矩状面（5），槽顶面周向是经过轴承内表面后与卸油槽（6）相连。
2.如权利要求1所述带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承，其特征在于：所述矩状环形供油凹槽（4）是弧形矩状面而使圆环形轴承体（13）内圆构成了有效的阶梯结构，保证了矩状环形供油凹槽（4）里的油液在周向都是从深处往浅处流，有效形成了动压效应的形成。
3.如权利要求1所述带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承，其特征在于：所述径向进油口（3）的布局是在圆周方向的矩状环形槽（4）两边对称开轴承进油孔（3），保证了该转轴（12）在正反转时候，不同方向的梯形结构的形成，实现了转轴（12）在不同方向的运转得到有效的润滑。
4.如权利要求1所述带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承，其特征在于：所述圆环形轴承体（13）内圆周方向均布四个矩状环形供油凹槽（14），采用铜材料制作，在丰富了供油量，迅速带走轴承内部由于摩擦所产生的热量，提高了转轴（12）可达到的最大转速，避免了由于轴承内部温度过高导致的轴承损坏。
5.如权利要求1所述带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承，其特征在于：所述圆环形轴承体（13）圆周方向开有四个卸油槽（6），有效的预防了油液在轴承内部矩状环形供油槽（14）工作区域之间的相互干扰，从而运行更加稳定。
6.如权利要求1所述带矩状环形供油槽的电主轴用动静压轴承，其特征在于：所述圆环形轴承体（13）的端部处开有节流槽（1）和轴向进油孔（2），为了保证轴承在轴向的定位，通过环形供油槽（7）里面的油液，从节流孔（2）进入到节流槽（1），一旦圆环形轴承体（13）该断面碰到转轴（12）部分，就会升高油液压力，顶开转轴（12），防止端部在轴向的移动碰到了转轴（12）中间挡油面部分，造成端部的磨损，影响轴系的正常运转。
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