KR101143425B1 - Hybrid Hydrostatic Bearing - Google Patents
Hybrid Hydrostatic Bearing Download PDFInfo
- Publication number
- KR101143425B1 KR101143425B1 KR1020100005026A KR20100005026A KR101143425B1 KR 101143425 B1 KR101143425 B1 KR 101143425B1 KR 1020100005026 A KR1020100005026 A KR 1020100005026A KR 20100005026 A KR20100005026 A KR 20100005026A KR 101143425 B1 KR101143425 B1 KR 101143425B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bearing
- porous
- air
- bearings
- orifice
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
- F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
- F16C32/0618—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via porous material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/045—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
- F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
- F16C32/0625—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via supply slits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
초정밀가공이 가능한 초고속 스핀들에 적용되는 정압 에어베어링방식에 있어서 고속회전과 고강성이라는 두가지 목적을 동시에 달성하고자 종래의 에어베어링의 방식을 오리피스방식과 다공질방식으로 동시에 두가지를 적용한 하이브리드형 정압에어베어링에 관한 것이다.In the static pressure air bearing method applied to the ultra-high speed spindle capable of ultra-precision processing, the hybrid air pressure bearing is applied to the hybrid type air pressure bearing which adopts the conventional air bearing method in the orifice method and the porous method at the same time. It is about.
Description
본 발명은 공작기계, 반도체 장비, 치과용 드릴, 각종 섬유기계, 원심분리기 등의 폭넓은 산업분야에서 핵심 부품으로 사용되며, 초정밀가공이 가능한 초고속 스핀들에 적용되는 정압 에어베어링방식에 있어서 고속회전과 고강성이라는 두가지 목적을 동시에 달성하고자 종래의 에어베어링의 방식을 오리피스방식과 다공질방식으로 동시에 두가지를 적용한 하이브리드형 정압에어베어링에 관한 것이다.The present invention is used as a core part in a wide range of industries, such as machine tools, semiconductor equipment, dental drills, various textile machines, centrifuges, high speed rotation in the constant pressure air bearing method applied to the ultra-high speed spindle capable of ultra-precision processing In order to simultaneously achieve two purposes of high rigidity, the present invention relates to a hybrid type static pressure bearing in which two types of conventional air bearings are simultaneously applied in an orifice method and a porous method.
산업의 고속화가 진행됨에 따라 가공시간 단축과 생산성 향상 등을 위해 고속 스핀들이 요구되고 있으며, 전자 산업과 광학기기 산업의 발전에 따른 컴퓨터용 하드디스크, 레이저 스캐너용 다면경 등 정밀한 부품 가공의 필요성이 증대에 따라 진동이 적은 정밀한 스핀들이 요구되고 있다.As the industrial speed increases, high-speed spindles are required to shorten the processing time and improve productivity, and the necessity of precise parts processing such as computer hard disks and multi-faceted mirrors for laser scanners is required due to the development of the electronics industry and the optical device industry. Increasingly, precise spindles with less vibration are required.
볼베어링을 사용하는 기존의 스핀들은 볼의 구름접촉에 의하여 마찰열이 발생하며, 볼과 궤도면의 진원도 차이에 의하여 진동이 발생하는 등의 문제점을 갖고 있기 때문에 회전 정밀도를 유지하면서 회전 속도를 높이는데 한계가 있으므로 초정밀 가공기용 스핀들로는 적합하지 않다.Conventional spindles that use ball bearings have problems such as frictional heat generated by the rolling contact of the ball and vibration caused by the difference in the roundness between the ball and the raceway. It is not suitable as a spindle for ultra precision machines.
따라서 현재 개발되고 있는 초정밀 고속화 스핀들은 베어링의 회전 마찰력을 줄이기 위해서 에어 베어링이나 자기 베어링을 장착하고 있다. 상기 에어 베어링을 사용하는 에어 스핀들 시스템은 외부로부터의 공기압에 의하여 축이 부상하는 방식으로 볼베어링이 갖는 진원도 오차에 의한 진동 문제를 해결할 수 있으며, 마찰열을 충분히 감소시킬 수 있기 때문에 초고속, 초정밀이 요구되는 초정밀 가공기용 스핀들로 이용되고 있으며, Therefore, currently developed ultra-precision high speed spindles are equipped with air bearings or magnetic bearings to reduce the rotational frictional force of the bearings. The air spindle system using the air bearing can solve the vibration problem caused by the roundness error of the ball bearing in a manner in which the shaft floats due to the air pressure from the outside, and because the frictional heat can be sufficiently reduced, high speed and ultra precision are required. It is used as a spindle for ultra precision machines,
에어 스핀들 시스템은 회전축의 질량과 레디알 베어링의 강성에 의하여 결정되는 고유진동수 및 회전축의고유진동수에 의하여 운전가능 영역이 결정되며,In the air spindle system, the operating area is determined by the natural frequency determined by the mass of the rotating shaft and the rigidity of the radial bearing, and by the natural frequency of the rotating shaft.
에어스핀들에 사용되는 정압공기베어링을 이용한 안내요소를 생산할 때 사용되는 오리피스형식과, 재질 내에 공기가 스며들어 베어링면으로 가압해줄 수 있는 다공질재료나 다공성 재질을 이용한 다공질방식의 에어베어링이 지속적으로 개발되어 있어 왔다.Continuous development of orifice type used in the production of guide elements using static pressure air bearings used in air spindles, and porous air bearings using porous or porous materials that can pressurize the bearing surface due to air seeping into the material. It has been.
국내공개특허공보 공개번호 제10-2004-93766호에는 다공질 세라믹 재료로서 다공성부재를 형성하여 상기 베어링을 구성하는 것을 특징으로 하여 지니코늄 계열의 인체에 무해한 다공질 세라믹 재료의 개발에 성공함으로서 다양한 에어베어링 제품에 응용 생산이 가능하게 되었고, 세라믹다공질 재료를 이용하면 재료자체가 비자성, 비전도성 및 내부식성을 가지고 있어 압축공기를 사용하는 공기베어링의 수명을 현저히 높이고, 기존의 작은 급기공을 제작하는데 소요되는 막대한 제작비를 현저히 떨어뜨리는 것이 가능하기 때문에 초정밀 기기용 에어 베어링의 제작 단가를 획기적으로 줄일 수 있는 정압베어링이 공개되어 있고,Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2004-93766 is characterized in that the bearing is formed by forming a porous member as a porous ceramic material, and succeeded in the development of a porous ceramic material harmless to the human body of Zinconium-based, various air bearings It is possible to apply the product to the product, and by using ceramic porous material, the material itself has non-magnetic, non-conductive and corrosion resistance, which greatly increases the life of the air bearings using compressed air, Since it is possible to drastically reduce the enormous manufacturing cost required, a static pressure bearing is disclosed that can significantly reduce the manufacturing cost of air bearings for ultra-precision devices.
국내등록특허공보 등록번호 제10-0376998호에는 케이스와, 이 케이스의 내측면에 마련되는 마그네트로 이루어진 로터와; 로터의 케이스 중심 하면에 일단이 고정된 채 하부로 연장 형성되며, 하단부에 스러스트 플레이트가 일체로 마련된 회전축과; 로터의 하부에 위치되며, 중심 외주면에 로터와 회전 전자기력을 발생하도록 코어와 이 코어에 권선되는 코일로 이루어진 스테이터가 고정 설치되고, 중심 상,하 내주면에는 회전축의 상,하 외주면을 미끄럼 지지하도록 제 1 에어 공간부가 형성된 하우징과; 하우징의 하부 내측면에 마련되며, 회전축의 스러스트 플레이트와의 사이에 스러스트 방향으로의 하중 지지능력을 확보하기 위한 제 2 에어 공간부를 형성하는 홀더와; 제 1, 2 에어 공간부 상으로 에어를 공급하기 위한 에어 공급수단;을 포함한 유체정압 베어링 모터가 공개되어 있음을 알 수 있다.Korean Patent Publication No. 10-0376998 discloses a case and a rotor made of a magnet provided on an inner side of the case; A rotating shaft having one end fixed to a lower surface of the case center of the rotor and having a thrust plate integrally formed at a lower end thereof; Located in the lower part of the rotor, a stator composed of a core and a coil wound around the core is fixedly installed on the center outer circumferential surface, and the upper and lower inner circumferential surfaces are slid to support the upper and lower outer circumferential surfaces of the rotating shaft. A housing in which one air space portion is formed; A holder provided on a lower inner side surface of the housing and forming a second air space portion between the thrust plate of the rotary shaft and the second air space for securing a load bearing capability in the thrust direction; It can be seen that the hydrostatic bearing motor is disclosed, including; air supply means for supplying air onto the first and second air spaces.
종래에는 정밀가공에 사용되는 초고속 에어베어링 스핀들은 오리피스방식과 최근에 개발된 다공질방식의 에어베어링이 사용되어 왔으나, 대부분 오리피스방식의 에어베어링이 적용되어왔으며, 오리피스방식의 에어베어링은 강성이 약하여 외부로부터의 작은 충격에도 베어링면의 틈새가 유지되지 못하고 손상되어 결국에는 파손되는 사례가 빈번히 발생하는 문제점이 본 발명이 해결하고자 하는 과제인 것이다.
Conventionally, the ultra-high speed air bearing spindle used for precision machining has been used with orifice type and recently developed porous type air bearings, but most of the orifice type air bearings have been applied, and the orifice type air bearings have weak rigidity. Even if a small impact from the bearing, the gap of the bearing surface is not maintained, and the problem that frequently occurs that eventually breaks is a problem to be solved by the present invention.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 초정밀가공이 가능한 초고속 스핀들에 고속회전과 고강성을 부여시키도록 오리피스방식과 다공질방식으로 동시에 두가지를 적용한 하이브리드형 정압에어베어링을 제공하는 것이 본 발명의 과제 해결 수단인 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a hybrid type positive pressure bearing in which two kinds of orifices and porous methods are simultaneously applied to give high speed rotation and high rigidity to an ultra high speed spindle capable of ultra precision machining. It is a solution.
본 발명은 한 개의 하우징 내에 오리피스방식과 다공질방식의 에어베어링을 설치하여, 회전축의 흔들림을 최소화하고, 체결부에서 발생할 수 있는 진동 및 강성의 저하를 감소시키며, 초고속스핀들의 단점인 고속회전과 고강성을 증가시킬 수 있으므로 가공성이 우수한 스핀들을 제작 할 수 있고, 미세 홀가공, 정밀연삭가공, 반도체웨이퍼가공, 강화유리 가공 등 여러 용도의 에어베어링스핀들을 응용 제작하여 사용 할 수 있는 장점이 있는 것이다The present invention is to install the orifice and porous air bearing in one housing, to minimize the shaking of the rotating shaft, to reduce the vibration and stiffness degradation that can occur in the fastening portion, the high speed rotation and high speed of the disadvantage of the high-speed spin As it can increase the rigidity, it is possible to manufacture spindles with excellent processability, and can be used by making and applying air bearing spindles for various purposes such as fine hole processing, precision grinding processing, semiconductor wafer processing, tempered glass processing, etc.
도1 본 발명의 하이브리드형 정압에어베어링 상세도
도2 본 발명의 하이브리드형 정압에어베어링 정단면(2A) 상세도
다공질블록 정면도(2B), 다공질블록 측면도(2C),
오리피스노즐 상세도(2D),
도3 본 발명의 하이브리드형 정압에어베어링 측단면 상세도
도4 본 발명의 하이브리드형 정압에어베어링 측단면 압력작용 상태도
도5 본 발명의 다공질베어링 압력작용 상태도
도6 본 발명의 오리피스베어링 압력작용 상태도
도7 본 발명의 하이브리드형 정압에어베어링이 내장된 초고속 에어베어링스핀들
상세도1 is a detailed view of a hybrid hydrostatic air bearing of the present invention
2 is a detailed cross-sectional view of the hybrid type positive pressure bearing of the present invention (2A)
Porous block front view (2B), Porous block side view (2C),
Orifice Nozzle Detail (2D),
Figure 3 is a side cross-sectional view of the hybrid hydrostatic air bearing of the present invention
Figure 4 is a side view of the pressure acting state of the hybrid type positive pressure bearing of the present invention
Figure 5 is a state diagram of the porous bearing pressure action of the present invention
Figure 6 is an orifice bearing pressure action state of the present invention
7 is a high speed air bearing spindle with a built-in hybrid static pressure bearing of the present invention
Detail
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 초고속 스핀들의 정압에어베어링은 베어링과 회전축의 틈새가 10㎛정도로 매우 미세한 틈새에 압축공기를 공급하여 에어의 압력을 이용하여 회전축을 부상시키는 오리피스방식과 다공질방식으로 동시에 두가지를 적용한 하이브리드형 정압에어베어링에 관한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention is an orifice method for supplying compressed air to a very fine gap such that the gap between the bearing and the rotating shaft of the ultra-high speed spindle is about 10㎛ The present invention relates to a hybrid hydrostatic air bearing in which two kinds are simultaneously applied in a porous manner.
본 발명은 원통형의 하우징(1)에 모터와 베어링 냉각을 위한 냉각자켓(8)이 조립되어 있으며, 이 내부로 회전축(4)에 연결된 초고속회전용축(9)의 외부에 도너츠 형상의 전,후면하이브리드형 정압에어베어링(100,200), 스타터(stator)(7)이 미새한 틈새를 유지하며 조립되어 있고, 부품간의 기밀을 유지하기 위하여 실링용 오링(미도시)이 삽입되어있다. In the present invention, a cooling jacket (8) for cooling a motor and a bearing is assembled in a cylindrical housing (1), and a donut-shaped front, outside the ultra-high speed shaft (9) connected to the rotating shaft (4) therein, The rear hybrid type
베어링(1) 내부에는 초고속회전용축(9)이 조립이 되는데, 이 초고속회전용축(9)은 공구를 장착하기위한 콜렛과 디스크스프링, 아마추어 너트가 함께 조립되어 있고, 에어의 공급과 동시에 초고속회전용축(9)은 전,후면하이브리드형 정압에어베어링(100,200)으로부터 부상되어 자유로운 상태가 되며, 모터의 회전력에 의해서 외부의 간섭이 없는 상태로 고속으로 회전 할 수 있다. 트러스트방향 역시 에어베어링방식이며, 트러스트베어링스페이서(6)가 일정부분 틈새를 유지시켜주는 역할을 한다. 초고속회전용축(9)에 장착되어있는 공구를 교환해주기 위해서 스핀들 뒤쪽의 공압실린더가 작동을 하게되면 실린더(2)에 의해서 힘이 증폭되어 강력한 힘으로 콜렛을 전진시키며, 이 때 콜렛이 벌어지면서 잡고있던 공구를 빼낼 수 있고, 다른 공구를 장착 할 수 있다. 정밀가공된 초고속회전용축(9)을 고속으로 회전시키기 위해서는 초고속회전용축(9) 자체의 언발란스질량을 교정해 주어야 하는데, 최대0.0005g까지 언발란스질량을 교정해주어야 한다. 이정도의 정밀한 발란싱기술은 외부의 간섭을 받지 않는 에어베어링이 접목된 발란싱기술이 필요하다. Inside the
본 발명의 하이브리드형 정압에어베어링에 조립하는 다공질베어링(20)은 혼합형에폭시를 이용하여 견고하게 고정하되 에어의 흐름을 방해하지 않도록 다공질세라믹 내부로의 침투를 차단시켜야 한다. 오리피스형베어링(30)의 조립은 억지박음형태로 수㎛의 죔새를 이용하여 견고히 조립해야 한다.The porous bearing 20 assembled to the hybrid-type static pressure air bearing of the present invention should be firmly fixed using a mixed epoxy but must block the penetration into the porous ceramic so as not to disturb the flow of air. The assembly of the orifice bearing (30) is to be firmly assembled using a fastening of several μm in the form of interference clamping.
일반적으로 정압에어베어링방식에는 크게 다공질방식과 오리피스방식이 있는데, 이 두 가지 방식은 각자 다른 특성을 갖는다.In general, there are two types of static air bearings, porous and orifice, which have different characteristics.
다공질베어링은 다공질 면적 전체에 균일한 압력분포가 작용하여 넓은 면적에 높은 베어링강성을 확보할 수 있다. Porous bearings have a uniform pressure distribution across the entire porous area to ensure high bearing stiffness over a large area.
본 발명의 베어링(1) 몸체에 다공질베어링(20)과 오리피스베어링(30)이 조립될 수 있도록 형상에 맞는 가공을 하였고, 다공질베어링 조립은 혼합형 에폭시를 이용하여 본딩하였고, 오리피스베어링은 치수관리를 하여 수㎛정도의 억지박음을 하여 조립하였다. 다공질베어링의 재질은 산화알루미늄(Al2O3)로서 다공질세라믹으로 제조하였고, 입도는 100~320mesh, 결합도는 M단계의 경도값을 갖고, 결합제는 비트리파이드계를 사용하였다.The bearing (1) of the present invention was processed in accordance with the shape so that the porous bearing 20 and the orifice bearing (30) can be assembled, the porous bearing assembly was bonded using a mixed epoxy, the orifice bearing is a dimension management Was assembled by the interference of about several μm. The material of the porous bearing was aluminum oxide (Al2O3) made of porous ceramics, the particle size of 100 ~ 320mesh, the bonding degree has a hardness value of M stage, the binder was used a bit-refined system.
본 발명의 다공질베어링의 제조단계는 입자를 선정하여 결합제 분말과 혼합하여 형상에 맞는 금형을 이용하여 성형을 하고, 열처리로에서 1300℃정도의 온도로 10일정도 소결하여 강하고 통기성이 좋은 다공질세라믹을 제조한다. In the manufacturing step of the porous bearing of the present invention, the particles are selected and mixed with the binder powder to be molded using a mold suitable for the shape, and sintered at a temperature of about 1300 ° C. for about 10 days in a heat treatment furnace to form a strong and breathable porous ceramic. Manufacture.
본 발명의 오리피스형 베어링은 소형 노즐을 통하여 집중적인 압력분포를 발생시키며, 정밀한 노즐가공을 통해 균일한 강성을 베어링 전체에 유지시킬 수 있다. 노즐의 크기는 직경
본 발명의 다공질베어링은 블록형태로 제작하여 8개를 등간격으로 배치하였으며, 다공질베어링 사이에 오리피스형 베어링을 한쌍씩 8쌍 설치하였다.Porous bearing of the present invention was disposed at equal intervals the eight fabricated in block form, and was one pairs by eight pairs of installing the orifice-type bearing between the porous bearing.
본 발명의 오리피스형 베어링은 마찰계수가 좋은 연청동(LBC)재질을 사용하여 미세 정밀가공으로 완성하여 베어링 홀에 조립하여 제작하였다. 다공질세라믹과 오리피스를 조립 후에 동시에 연삭으로 정밀한 내경가공면을 얻을 수 있다.
The orifice bearing of the present invention is manufactured by assembling in a bearing hole by using a fine bronze copper (LBC) material having a good coefficient of friction and completing the microprecision. After assembling porous ceramics and orifices, it is possible to obtain a precise inner diameter surface by grinding simultaneously.
본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
구조를 설명하면, 본 발명의 하이브리드형 정압에어베어링는 도1내지 도6에 도시된 바와 같이, 도너츠 형상의 베어링하우징(10)과, 상기 베어링하우징(10)에 일정간격 이격되어 설치된 8개의 다공질베어링관통공(21)에 설치되는 8개의 직육면체 블록형상의 다공질베어링(20)과, 상기 다공질베어링(20)의 사이에 2개가 한쌍씩 8쌍 설치된 오리피스베어링관통공(31)에 설치된 8쌍의 원통형상의 오리피스베어링(30)으로 구성되어 있음을 알 수 있다.
Referring to the structure, the hybrid hydrostatic air bearing of the present invention, as shown in Figure 1 to Figure 6, the donut-shaped bearing
사용상태는 도7에 도시된 바와 같이, 외부의 에어공급라인을 통해서 에어출입구(3)로 압축공기를 공급하면 레이디얼방향과 트러스트방향의 일정한 틈새 사이로 초고속회전용축(9)은 부상하게 된다. As shown in Fig. 7, when the compressed air is supplied to the air inlet (3) through an external air supply line, the ultra-high speed rotating shaft (9) floats between a predetermined gap in the radial direction and the thrust direction. .
이때 외부의 전력공급으로 모터 제어용 인버터의 신호에 따라서 초고속회전용축(9)은 고속으로 회전하게 된다. 초고속회전용축(9)의 끝에 장착되 있는 공구에 따라서 여러 가지 목적을 가진 작업을 수행 할 수 있다. 일정한 작업이 끝나고 다른 작업을 하기 위해서 공구를 교환해야 하는데, 스핀들 뒤쪽에 배치된 실린더(2)에 의해서 콜렛을 작동시켜 공구를 교환활 수 있다. At this time, according to the signal of the motor control inverter by the external power supply, the
실린더(2)는 3층으로 연결하여 3배의 힘을 발생시킬 수 있게 하였으며, 5kg/㎠의 압력을 인가했을 때 300kg정도의 힘을 발생시키고, 이 힘으로 콜렛이 공구를 고정하게 된다. 본 발명의 하이브리드형 정압에어베어링 중 오리피스베어링(30)은 좁은 통로를 통과하기 때문에 토출부위에서 국부적인 강성은 강하나 오리피스 주변과의 압력편차가 발생하므로 다소 불안정한 강성특성을 갖는다. The
다공질베어링(20)은 넓은면적의 베어링토출구를 이용하여 압력편차가 극히 적어 안정적인 면이 강하다. The porous bearing 20 has a stable surface because the pressure deviation is extremely small by using a bearing discharge port of a large area.
본 발명은 두가지 방식의 장점을 활용하여 새로운 방식의 하이브리드형 정압에어베어링을 개발하여 새로운 에어베어링분야를 개척하고자 한다.The present invention is to exploit the advantages of the two methods to develop a new type of hybrid static pressure bearings to open up a new field of air bearings.
하우징(1), 실린더(2), 에어출입구(3), 회전축(4), 트러스트베어링(5), 트러스트베어링스페서(6), 스타터(7), 냉각자켓(8), 초고속회전용축(9), 베어링하우징(10), 다공질베어링(20), 다공질베어링관통공(21), 오리피스베어링(30), 오리피스베어링관통공(31),
전,후면하이브리드형 정압에어베어링(100,200),
Housing (1), cylinder (2), air inlet (3), rotary shaft (4), thrust bearing (5), thrust bearing spacer (6), starter (7), cooling jacket (8), high speed rotary shaft (9), bearing housing (10), porous bearing (20), porous bearing through hole (21), orifice bearing (30), orifice bearing through hole (31),
Front and rear hybrid type hydrostatic bearings (100,200),
Claims (1)
도너츠 형상의 베어링하우징(10)과, 상기 베어링하우징(10)에 일정간격 이격되어 설치된 8개의 다공질베어링관통공(21)에 설치되는 8개의 직육면체 블록형상의 다공질베어링(20)과, 상기 다공질베어링(20)의 사이에 2개가 한쌍씩 8쌍 설치된 오리피스베어링관통공(31)에 설치된 8쌍의 원통형상의 오리피스베어링(30)을 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 하이브리드형 정압에어베어링.
In hybrid hydrostatic bearings,
Eight cuboid block-shaped porous bearings 20 installed in a donut-shaped bearing housing 10 and eight porous bearing through-holes 21 spaced apart from the bearing housing 10 at predetermined intervals, and the porous bearings. Hybrid type positive pressure bearing, characterized in that it comprises an eight pair of cylindrical orifice bearings (30) installed in the orifice bearing through-hole (31) provided two pairs between each one (20).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100005026A KR101143425B1 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Hybrid Hydrostatic Bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100005026A KR101143425B1 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Hybrid Hydrostatic Bearing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110085313A KR20110085313A (en) | 2011-07-27 |
| KR101143425B1 true KR101143425B1 (en) | 2012-05-22 |
Family
ID=44922127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100005026A KR101143425B1 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Hybrid Hydrostatic Bearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101143425B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190072134A1 (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Bearing Assembly |
| CN115263924B (en) * | 2022-07-18 | 2023-04-18 | 中电科风华信息装备股份有限公司 | Mixed type air bearing with air path and loop based on porous material and air path mechanism |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4793201A (en) | 1987-06-29 | 1988-12-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Porous static pressure guide |
| JPH04262116A (en) * | 1991-02-18 | 1992-09-17 | Nippon Seiko Kk | Hybrid bearing |
| JPH06241230A (en) * | 1993-02-18 | 1994-08-30 | Canon Inc | Hydrostatic bearing device and positioning stage therewith |
| US20060147136A1 (en) | 2005-01-05 | 2006-07-06 | Hertel Richard J | Air bearing having unitary housing |
-
2010
- 2010-01-20 KR KR1020100005026A patent/KR101143425B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4793201A (en) | 1987-06-29 | 1988-12-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Porous static pressure guide |
| JPH04262116A (en) * | 1991-02-18 | 1992-09-17 | Nippon Seiko Kk | Hybrid bearing |
| JPH06241230A (en) * | 1993-02-18 | 1994-08-30 | Canon Inc | Hydrostatic bearing device and positioning stage therewith |
| US20060147136A1 (en) | 2005-01-05 | 2006-07-06 | Hertel Richard J | Air bearing having unitary housing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110085313A (en) | 2011-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100368696C (en) | Device to relieve thrust load in a rotor-bearing system using permanent magnets | |
| CN107617933B (en) | Dynamic magnetic field magnetorheological polishing device | |
| US20030152466A1 (en) | Rotation support of heat-dissipation fan | |
| US7388308B2 (en) | Spindle device | |
| CN109904957B (en) | A kind of magnetic suspension motor rotor and its processing technology | |
| US7547168B1 (en) | High speed spindle system and centrifugal chuck | |
| WO2010005602A1 (en) | Permanent magnet or permanent magnet array having uniform flux density | |
| KR101143425B1 (en) | Hybrid Hydrostatic Bearing | |
| US5944427A (en) | Dynamic pressure gas bearing structure and method of manufacturing the same as well as method of using the same | |
| KR101256358B1 (en) | Wafer dicing for air bearing equip stopper | |
| CN107147226A (en) | Rotor, motor and correlation technique | |
| CN104019130A (en) | Radial permanent magnet bearing with adjustable stiffness | |
| US6729762B2 (en) | Aerostatic gas bearing | |
| JP2009014101A (en) | Bearing device and machine tool having the same | |
| JP6696262B2 (en) | Shape processing method and processing apparatus for sintered body | |
| Wu et al. | Nano-precision polishing of CVD SiC using MCF (magnetic compound fluid) slurry | |
| KR101211826B1 (en) | Apparatus and method for polishing workpiece using magnetorheological fluid) | |
| WO2017126107A1 (en) | Grinding apparatus | |
| CN207701771U (en) | A kind of heavy load vacuum mechanical-arm spinning transmission device for sealing magnetic fluid | |
| JP2020026794A (en) | Method of producing vacuum pump | |
| JP3285269B2 (en) | High-speed rotating body | |
| KR100414907B1 (en) | High Speed Spindle System Used Hybrid Air Bearing | |
| JP2000024918A (en) | Wafer polishing device | |
| CN113103072B (en) | Method for machining end face of step shaft sleeve | |
| CN110832214B (en) | Support device, assembly with a support device and method for constructing an assembly with a support device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150227 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180226 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190225 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200225 Year of fee payment: 9 |