CN109404416A - 一种流体动压轴承及其制造方法 - Google Patents

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陈涛
金琛
李楠
魏江峰
李凤婷
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Abstract

本发明涉及一种流体动压轴承及其制造方法，该流体动压轴承包括动压轴承本体，在动压轴承本体的内壁表面制出多组动压槽，每组动压槽均包含第一流道和第二流道，该第一流道与第二流道对称分布，并交汇形成V字型。本发明提出一种流体动压轴承结构方案及其制造方法，能够提高流体动压轴承的极限转速及回转精度，延长使用寿命，采用成型刀具加工，适用于不同类型毛坯材料并能减少刀具磨损，具有创造性及应用价值。

Description

一种流体动压轴承及其制造方法
技术领域
本发明涉及流体动压轴承技术领域，尤其是一种通过成型刀具加工动压槽的微型动压轴承及其制造方法。
背景技术
随着冶金、电力、石化、煤炭、矿山、建材、造纸、市政、水利、造船、港口装卸等各个领域对超高速电机需求越来越高，球轴承、普通含油轴承已无法满足速度及精度要求，而动压轴承采用动压原理，在轴与轴瓦间形成油膜支撑轴承的回转运动，具有噪音低、回转精度高、使用寿命长、体积小等特点，更适合于超高速领域使用。
现阶段微型动压轴承多采用等宽沟槽，压力多集中于沟槽汇聚点处，导致轴承压力分布不均，磨损不均匀，同时也会降低轴承回转精度。本发明旨在提供一种微型动压轴承及其制造方法，提升动压轴承转速极限及回转精度，延长使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种流体动压轴承及其制造方法。所述的微型动压轴承能够提升动压轴承的转速极限及回转精度，使轴承磨损均匀，延长使用寿命。该微型动压轴承的加工方法，能够批量完成轴承加工，并降低成型刀具磨损。
本发明的目的是通过以下技术手段实现的：
一种流体动压轴承，包括动压轴承本体，其特征在于：在动压轴承本体的内壁表面制出多组动压槽，每组动压槽均包含第一流道和第二流道，该第一流道与第二流道对称分布，并交汇形成V字型。
而且，所述的第一流道和第二流道的流道交汇处的宽度小于流道外沿的宽度。
而且，所述的多组动压槽分为第一动压槽区域和第二动压槽区域，该第一动压槽区域与第二动压槽区域结构相同，第二动压槽区域位于第一动压槽区域上方，且第一动压槽区域和第二动压槽区域之间的动压轴承本体的内壁上设置隔离区，该隔离区处的直径大于第一动压槽区域及第二动压槽区域的直径，第一动压槽区域与第二动压槽区域的直径相同。
一种流体动压轴承的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步采用粉末冶金工艺或型材加工方法加工出动压轴承毛坯；
第二步在毛坯上加工出隔离区及各处倒角；
第三步将动压轴承毛坯采用专用工装固定在专用机床工作台上，成型刀具固定在机床主轴上，调整工作台使得动压轴承毛坯轴线与成型刀具轴线对准；
第四步主轴带动成型刀具做往复运动及回转运动，通过调整往复运动与回转运动参数在动压轴承毛坯中加工出所需动压槽。
而且，所述的成型刀具由刀杆及刀刃组成，刀杆的下部沿圆周方向均布安装多个刀刃；刀杆直径D1小于动压轴承第一动压槽区域及第二动压槽区域直径，刀刃组成的最大直径D2等于第一动压槽区域直径与两倍动压槽深度之和。
而且，所述的单个刀刃由4个切削面组成，即第一切削面，第二切削面，第三切削面，第四切削面。
而且，所述的动压槽的数量可以为单数，也可为双数，通过一个走刀循环可完成所有动压槽加工。
而且，所述的单组动压槽由单个成型刀具刀刃加工完成。
本发明的优点和积极效果是：
本发明提出一种流体动压轴承结构方案及其制造方法，能够提高流体动压轴承的极限转速及回转精度，采用成型刀具加工，提升加工效率，适用于不同类型毛坯材料，成型刀具多个切削面参与切削，减少刀具磨损，提升刀具寿命，具有创造性及应用价值。
附图说明
图1是流体动压轴承结构剖视图；
图2是动压轴承动压槽加工示意图；
图3是成型刀具示意图；a为主视图，b为俯视图；
图4是成型刀具单个刀刃放大图；
图5是单组动压槽及刀刃轨迹线。
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种流体动压轴承，包括动压轴承本体3，在动压轴承本体的内壁表面制出多组动压槽，每组动压槽均包含第一流道4和第二流道7，该第一流道与第二流道对称分布，并交汇形成V字型。第一流道和第二流道的流道交汇处5的宽度小于流道外沿6的宽度，当流体由于轴与轴承间相对运动，由外沿6流向交汇处5时，由于动压原理产生沿动压轴承轴向产生均匀压力支撑起轴承旋转。
上述的多组动压槽分为第一动压槽区域1和第二动压槽区域8，该第一动压槽区域与第二动压槽区域结构相同，第二动压槽区域位于第一动压槽区域上方，且第一动压槽区域和第二动压槽区域之间的动压轴承本体的内壁上设置隔离区2，该隔离区处的直径大于第一动压槽区域及第二动压槽区域的直径，第一动压槽区域与第二动压槽区域的直径相同。
本实施例中的流体动压轴承结构如图1所示，对于某些情况，也可舍弃第二动压槽区域和隔离区，制作只包含第一动压槽区域的动压轴承。
一种流体动压轴承的制造方法，包括以下步骤：
第一步采用粉末冶金工艺或型材加工方法加工出动压轴承毛坯；第二步在毛坯上加工出隔离区2及各处倒角；第三步将动压轴承毛坯采用专用工装固定在专用机床工作台上，成型刀具固定在机床主轴上，调整工作台使得动压轴承毛坯轴线与成型刀具轴线对准；第四步主轴带动成型刀具做往复运动及回转运动，通过调整往复运动与回转运动参数在动压轴承毛坯中加工出所需动压槽。
如图2所示，动压轴承加工动压槽时，先将动压轴承毛坯10固定，动压轴承毛坯10可由粉末冶金或型材加工而成，成型刀具9可做往复运动11及回转运动12，两个运动带动成型刀具在动压轴承毛坯中加工出所需动压槽。
本流体动压轴承的多组动压槽分布于轴承内壁，动压槽的数量可以为单数，也可为双数，通过一个走刀循环可完成所有动压槽加工。
如图3所示，上述的成型刀具由刀杆13及刀刃14组成，刀杆的下部沿圆周方向均布安装多个刀刃。刀杆直径D1小于动压轴承第一动压槽区域及第二动压槽区域直径，刀刃组成的最大直径D2等于第一动压槽区域直径与两倍动压槽深度之和。
如图4所示，单个刀刃由4个切削面组成，即第一切削面11，第二切削面12，第三切削面13，第四切削面14。切削过程中用到多个切削面，可减少刀具磨损。
如图5所示，单组动压槽由单个刀刃加工完成，图中虚线为刀刃轨迹，15为刀刃起点，16为刀刃终点，运动路径为15、17、20、21、19、18、16，其中刀刃沿轨迹17运动时由第一切削面11工作，轨迹20处由第二切削面12工作，轨迹19处由第三切削面13工作，轨迹18处由第四切削面14工作。

Claims (8)

1.一种流体动压轴承，包括动压轴承本体，其特征在于：在动压轴承本体的内壁表面制出多组动压槽，每组动压槽均包含第一流道和第二流道，该第一流道与第二流道对称分布，并交汇形成V字型。
2.根据权利要求1所述的一种流体动压轴承，其特征在于：所述的第一流道和第二流道的流道交汇处的宽度小于流道外沿的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种流体动压轴承，其特征在于：所述的多组动压槽分为第一动压槽区域和第二动压槽区域，该第一动压槽区域与第二动压槽区域结构相同，第二动压槽区域位于第一动压槽区域上方，且第一动压槽区域和第二动压槽区域之间的动压轴承本体的内壁上设置隔离区，该隔离区处的直径大于第一动压槽区域及第二动压槽区域的直径，第一动压槽区域与第二动压槽区域的直径相同。
4.一种如根据权利要求1所述的流体动压轴承的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步采用粉末冶金工艺或型材加工方法加工出动压轴承毛坯；
第二步在毛坯上加工出隔离区及各处倒角；
第三步将动压轴承毛坯采用专用工装固定在专用机床工作台上，成型刀具固定在机床主轴上，调整工作台使得动压轴承毛坯轴线与成型刀具轴线对准；
第四步主轴带动成型刀具做往复运动及回转运动，通过调整往复运动与回转运动参数在动压轴承毛坯中加工出所需动压槽。
5.根据权利要求4所述的一种流体动压轴承的制造方法，其特征在于：所述的成型刀具由刀杆及刀刃组成，刀杆的下部沿圆周方向均布安装多个刀刃；刀杆直径D1小于动压轴承第一动压槽区域及第二动压槽区域直径，刀刃组成的最大直径D2等于第一动压槽区域直径与两倍动压槽深度之和。
6.根据权利要求5所述的一种流体动压轴承的制造方法，其特征在于：所述的单个刀刃由4个切削面组成，即第一切削面，第二切削面，第三切削面，第四切削面。
7.根据权利要求4所述的一种流体动压轴承的制造方法，其特征在于：所述的动压槽的数量可以为单数，也可为双数，通过一个走刀循环可完成所有动压槽加工。
8.根据权利要求5所述的一种流体动压轴承的制造方法，其特征在于：所述的单组动压槽由单个成型刀具刀刃加工完成。
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