CN108941623A - 一种复合节流式静压气浮电主轴 - Google Patents

一种复合节流式静压气浮电主轴 Download PDF

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Abstract

一种复合节流式静压气浮电主轴，包括轴芯(1)、轴向固定套(2)、右轴套(3)、小孔节流进气道(4)、主轴体(5)、冷却进水道(6)、电机定子(7)、电机转子(8)、径向节流孔(9)、径向多孔材料(10)、左端盖固定螺钉(11)、左端盖(12)、轴向节流孔(13)、轴向多孔材料(14)、多孔材料节流进气道(15)、左轴套(16)、冷却出水道(17)、密封圈(18)、右端盖固定螺钉(19)、右端盖(20)、端盖出气槽(21)、外接法兰盘(22)、平键(23)、固定螺母(24)、出气道(25)、轴套固定螺钉(26)，本发明中主轴体(5)内设有小孔节流进气道(4)、多孔材料节流进气道(15)，与单一节流方式相比，通过控制两个进气道的气压，使两种节流方式共同发挥作用，提高轴芯转动的稳定性，解决轴芯转动稳定性下降的问题。

Description

一种复合节流式静压气浮电主轴
技术领域：
本发明涉一种复合节流式静压气浮电主轴，属于超精密静压气体润滑领域。
背景技术：
气浮轴承是用气体作润滑剂，利用气体的粘性，提高间隙中气体的压力，从而将轴悬浮起来的轴承。与常规油质润滑轴承相比，它具有摩阻极低、噪声小、精度高、寿命长、适用温度范围广、适用速度范围大等良好的特性。因此广泛应用于国防、新能源、机床及医疗等行业，尤其是在高速回转机械和超精密仪器技术领域更有明显的优越性。
现有技术的静压气浮轴承中，往往只采用一种单一的节流方式，以小孔节流或者多孔质材料节流为主。其中采用小孔节流方式的气浮轴承是气体静压轴承的一种最一般、使用最广泛的形式，它容易加工并且动态稳定性非常好。采用多孔质材料节流的气浮轴承表面产生更加均匀的压力分布，从而具有很高的承载能力和静态刚度并且具有很好的动态稳定性。
小孔节流式的静压气浮轴承中，轴芯高速旋转，使得轴芯与轴承间隙中的气体产生附加周向流动，即存在扩散流动，从而产生压力不均匀、稳定性下降等问题。除此之外，在气浮轴承受到外界碰击的时候，很容易破坏主轴处于高速运转状态中的平稳性，严重时会使得主轴停止转动，缩短主轴的寿命。
发明内容：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合节流式静压气浮电主轴，由于径向节流孔和径向多孔材料沿周向均匀分布在轴套上，高压气体从径向节流孔喷到轴芯上，当喷入气体的气压过高或者过低从而引起轴芯高速旋转的稳定性下降时，通过调节从径向多孔材料喷到轴芯上的高压气体的气压，来提高轴芯在高速旋转时的稳定性。
为了实现本发明之目的，拟采用以下技术方案：
本发明包括：轴芯、轴向固定套、右轴套、小孔节流进气道、主轴体、冷却进水道、电机定子、电机转子、径向节流孔、径向多孔材料、左端盖固定螺钉、左端盖、轴向节流孔、轴向多孔材料、多孔材料节流进气道、左轴套、冷却出水道、密封圈、右端盖固定螺钉、右端盖、端盖出气槽、外接法兰盘、平键、固定螺母、出气道、轴套固定螺钉，其特征在于：所述的主轴体内设有小孔节流进气道、多孔材料节流进气道、冷却进水道、冷却出水道和出气道，右轴套和左轴套内均设有小孔节流进气道、多孔材料节流进气道和出气道，左端盖内设有小孔节流进气道和多孔材料节流进气道，右端盖内设有端盖出气槽，密封圈设置在主轴体与右轴套、左端盖和左轴套之间的交接面上，右轴套、左轴套通过轴套固定螺钉固定在主轴体上，电机定子安装在右轴套和左轴套之间，右轴套和左轴套内均设有径向节流孔和径向多孔材料，主轴体和左端盖内均设有轴向节流孔和轴向多孔材料，径向节流孔和轴向节流孔与小孔节流进气道连通，径向多孔材料和轴向多孔材料与多孔材料节流进气道连通，左端盖通过左端盖螺钉固定在主轴体上，轴芯左端突出部分位于主轴体与左端盖围成的空间内，电机转子安装在轴芯上，轴向固定套设置在电机转子与右端盖之间，右端盖通过右端盖螺钉与主轴体和右轴套固定，外接法兰盘通过平键设置在轴芯上，固定螺母将外接法兰盘固定在轴芯上，上述的右轴套和左轴套的圆周上均匀分布有径向节流孔与径向多孔材料，径向节流孔的数目为六个或者是八个或者是十二个，主轴体与左端盖上均匀分布有轴向节流孔和轴向多孔材料，轴向节流孔的数目为六个或者是八个或者是十二个，上述的径向多孔材料与轴向多孔材料是多孔质石墨或者是青铜或者是陶瓷。
本发明的特点：
由于径向节流孔和径向多孔材料沿同一圆周面均匀分布在轴套上，高压气体从径向节流孔喷到轴芯上，当喷入气体的气压过高或者过低从而引起轴芯高速旋转的稳定性下降时，通过调节从径向多孔材料喷到轴芯上的高压气体的气压，来提高轴芯在高速旋转时的稳定性。
附图说明：
图1示意了本发明结构图。
图2示意了本发明出气道图。
1、轴芯；2、轴向固定套；3、右轴套；4、小孔节流进气道；5、主轴体；6、冷却进水道；7、电机定子；8、电机转子；9、径向节流孔；10、径向多孔材料；11、左端盖固定螺钉；12、左端盖；13、轴向节流孔；14、轴向多孔材料；15、多孔材料节流进气道；16、左轴套；17、冷却出水道；18、密封圈；19、右端盖固定螺钉；20、右端盖；21、端盖出气槽；22、外接法兰盘；23、平键；24、固定螺母；25、出气道；26、轴套固定螺钉。
具体实施方式：
下面结合附图说明本发明的具体工作过程。
本发明包括轴芯1、轴向固定套2、右轴套3、小孔节流进气道4、主轴体5、冷却进水道6、电机定子7、电机转子8、径向节流孔9、径向多孔材料10、左端盖固定螺钉11、左端盖12、轴向节流孔13、轴向多孔材料14、多孔材料节流进气道15、左轴套16、冷却出水道17、密封圈18、右端盖固定螺钉19、右端盖20、端盖出气槽21、外接法兰盘22、平键23、固定螺母24、出气道25、轴套固定螺钉26，主轴体5内设有小孔节流进气道4、多孔材料节流进气道15、冷却进水道6、冷却出水道17和出气道25，右轴套3和左轴套16内均设有小孔节流进气道4、多孔材料节流进气道15和出气道25，左端盖12内设有小孔节流进气道4和多孔材料节流进气道15，右端盖20内设有端盖出气槽21，密封圈18设置在主轴体5与右轴套3、左端盖12和左轴套16之间的交接面上，右轴套3、左轴套16通过轴套固定螺钉26固定在主轴体5上，电机定子7安装在右轴套3和左轴套16之间，右轴套3和左轴套16内均设有径向节流孔9和径向多孔材料10，主轴体5和左端盖12内均设有轴向节流孔13和轴向多孔材料14，径向节流孔9和轴向节流孔13与小孔节流进气道4连通，径向多孔材料10和轴向多孔材料14与多孔材料节流进气道15连通，左端盖12通过左端盖螺钉11固定在主轴体5上，轴芯1左端突出部分位于主轴体5与左端盖12围成的空间内，电机转子8安装在轴芯1上，轴向固定套2设置在电机转子8与右端盖20之间，右端盖20通过右端盖螺钉19与主轴体5和右轴套3固定，外接法兰盘22通过平键23设置在轴芯1上，固定螺母24将外接法兰盘22固定在轴芯1上，右轴套3和左轴套16的圆周上均匀分布有径向节流孔9与径向多孔材料10，径向节流孔9的数目为六个或者是八个或者是十二个，主轴体5与左端盖12上均匀分布有轴向节流孔13和轴向多孔材料14，轴向节流孔13的数目为六个或者是八个或者是十二个，径向多孔材料10与轴向多孔材料14是多孔质石墨或者是青铜或者是陶瓷。

Claims (3)

1.一种复合节流式静压气浮电主轴，包括轴芯(1)、轴向固定套(2)、右轴套(3)、小孔节流进气道(4)、主轴体(5)、冷却进水道(6)、电机定子(7)、电机转子(8)、径向节流孔(9)、径向多孔材料(10)、左端盖固定螺钉(11)、左端盖(12)、轴向节流孔(13)、轴向多孔材料(14)、多孔材料节流进气道(15)、左轴套(16)、冷却出水道(17)、密封圈(18)、右端盖固定螺钉(19)、右端盖(20)、端盖出气槽(21)、外接法兰盘(22)、平键(23)、固定螺母(24)、出气道(25)、轴套固定螺钉(26)，其特征在于：所述的主轴体(5)内设有小孔节流进气道(4)、多孔材料节流进气道(15)、冷却进水道(6)、冷却出水道(17)和出气道(25)，右轴套(3)和左轴套(16)内均设有小孔节流进气道(4)、多孔材料节流进气道(15)和出气道(25)，左端盖(12)内设有小孔节流进气道(4)和多孔材料节流进气道(15)，右端盖(20)内设有端盖出气槽(21)，密封圈(18)设置在主轴体(5)与右轴套(3)、左端盖(12)和左轴套(16)之间的交接面上，右轴套(3)、左轴套(16)通过轴套固定螺钉(26)固定在主轴体(5)上，电机定子(7)安装在右轴套(3)和左轴套(16)之间，右轴套(3)和左轴套(16)内均设有径向节流孔(9)和径向多孔材料(10)，主轴体(5)和左端盖(12)内均设有轴向节流孔(13)和轴向多孔材料(14)，径向节流孔(9)和轴向节流孔(13)与小孔节流进气道(4)连通，径向多孔材料(10)和轴向多孔材料(14)与多孔材料节流进气道(15)连通，左端盖(12)通过左端盖螺钉(11)固定在主轴体(5)上，轴芯(1)左端突出部分位于主轴体(5)与左端盖(12)围成的空间内，电机转子(8)安装在轴芯(1)上，轴向固定套(2)设置在电机转子(8)与右端盖(20)之间，右端盖(20)通过右端盖螺钉(19)与主轴体(5)和右轴套(3)固定，外接法兰盘(22)通过平键(23)设置在轴芯(1)上，固定螺母(24)将外接法兰盘(22)固定在轴芯(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种复合节流式静压气浮电主轴，其特征在于：右轴套(3)和左轴套(16)的圆周上均匀分布有径向节流孔(9)与径向多孔材料(10)，径向节流孔(9)的数目为六个或者是八个或者是十二个，主轴体(5)与左端盖(12)上均匀分布有轴向节流孔(13)和轴向多孔材料(14)，轴向节流孔(13)的数目为六个或者是八个或者是十二个。
3.根据权利要求1所述的一种复合节流式静压气浮电主轴，其特征在于：径向多孔材料(10)与轴向多孔材料(14)是多孔质石墨或者是青铜或者是陶瓷。
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