采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴.pdf

本发明是一种采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴。包括有主轴前支承(1)、主轴(5)、主轴后支承(10)，主轴(5)的两端分别支承在主轴前支承(1)及主轴后支承(10)上，且主轴前支承(1)支承在前支承轴承座(13)上，主轴后支承(10)支承在后支承轴承座(9)上，其中主轴后支承(10)与后支承轴承座(9)之间还设有后支承浮动套(8)，主轴后支承(10)套装在后支承浮动套(8)内，后支承浮动套(8)套装在后支承轴承座(9)上，且后支承轴承座(9)在与后支承浮动套(8)接触的内壁上做出有若干个作为静压轴承的油腔(8A)，油腔(8A)通过供油通道(8B)与供油系统的进油口A相通。本发明不仅可确保主轴的回转精度和刚度，而且结构简单，零件数量少，可大大降低主轴支承孔的机械加工难度，并能保证轴承孔位的相互位置精度。

1、  一种采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴，包括有主轴前支承(1)、主轴(5)、主轴后支承(10)，主轴(5)的两端分别支承在主轴前支承(1)及主轴后支承(10)上，且主轴前支承(1)支承在前支承轴承座(13)上，主轴后支承(10)支承在后支承轴承座(9)上，其特征在于主轴后支承(10)与后支承轴承座(9)之间还设有后支承浮动套(8)，主轴后支承(10)套装在后支承浮动套(8)内，后支承浮动套(8)套装在后支承轴承座(9)上，且后支承轴承座(9)在与后支承浮动套(8)接触的内壁上做出有若干个作为静压轴承的油腔(8A)，油腔(8A)通过供油通道(8B)与供油系统的进油口A相通。

2、  根据权利要求1所述的采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴，其特征在于上述油腔(8A)的供油通道(8B)上设有静压轴承节流器(7)。

3、  根据权利要求1所述的采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴，其特征在于上述油腔(8A)在轴向方向分布有若干列，可沿轴向均布有2～4列油腔。

4、  根据权利要求3所述的采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴，其特征在于上述油腔(8A)在轴向方向分布有两列，每列沿周向均布有4个油腔。

5、  根据权利要求1或2或3或4所述的采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴，其特征在于上述主轴(5)的中部装设有包括有电机水套(3)、电机定子(4)、电机转子(6)的电机组件，其中电机转子(6)套装在主轴(5)上，电机定子(4)套装在电机转子(6)的外侧，电机水套(3)套装在电机定子(4)的外侧。

6、  根据权利要求5所述的采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴，其特征在于上述电机水套(3)的外侧还套装有电主轴外套筒(2)。

7、  根据权利要求6所述的采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴，其特征在于上述前支承轴承座(13)可与电主轴外套筒(2)做为一体。

采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴
1、技术领域：
本发明是一种可实施支承浮动的机床电主轴，特别是一种采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴。
2、背景技术：
为了保证机床高速电主轴的使用寿命及其技术性能，通常机床电主轴的前后支承都须在某一准确量的预过盈的情况下工作，但由于机床高速工作时，轴承摩擦发热以及内装电动机工作发热会导致主轴伸长变形，破坏原有的预过盈状态，甚至造成轴承烧毁。为避免这种情况发生，必须将电主轴的其中一个支承设置成轴向浮动的方式，即通过支承在轴向方向的微小位移，释放主轴热变形产生的附加载荷，并通过加载装置对后支承进行轴向预载荷定量调节。
目前浮动支承主要有两种结构，一种是靠间隙配合的滑套，这种结构简单，但径向方向有间隙，会影响主轴的回转精度和主轴的刚度；另一种是采用直线滚动轴承套，其机构理想，但由于结构复杂，零件数量增多，会导致主轴支承孔的机械加工难度大大增加，如果不能很好保证轴承孔位的相互位置精度，同样会卡住主轴支承，破坏原有的预过盈。
3、发明内容：
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种不仅可确保主轴的回转精度和刚度，而且结构简单，零件数量少，可大大降低主轴支承孔的机械加工难度，并能保证轴承孔位的相互位置精度的采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴。
本发明的结构示意图如附图所示，包括有主轴前支承(1)、主轴(5)、主轴后支承(10)，主轴(5)的两端分别支承在主轴前支承(1)及主轴后支承(10)上，且主轴前支承(1)支承在前支承轴承座(13)上，主轴后支承(10)支承在后支承轴承座(9)上，其中主轴后支承(10)与后支承轴承座(9)之间还设有后支承浮动套(8)，主轴后支承(10)套装在后支承浮动套(8)内，后支承浮动套(8)套装在后支承轴承座(9)上，且后支承轴承座(9)在与后支承浮动套(8)接触的内壁上做出有若干个油腔(8A)，油腔(8A)通过供油通道(8B)与供油系统的进油口A相通。
上述油腔(8A)的供油通道(8B)上设有静压轴承节流器(7)。
上述油腔(8A)在轴向方向分布有若干列，沿轴向均布有2～4列油腔。
上述油腔(8A)在轴向方向分布有两列，每列沿周向均布有4个油腔。
上述主轴(5)的中部装设有包括有电机水套(3)、电机定子(4)、电机转子(6)的电机组件，其中电机转子(6)套装在主轴(5)上，电机定子(4)套装在电机转子(6)的外侧，电机水套(3)套装在电机定子(4)的外侧。
上述电机水套(3)的外侧还套装有电主轴外套筒(2)。
上述前支承轴承座(13)可与电主轴外套筒(2)做为一体。
本发明由于采用了用静压轴承把电主轴后支承与后支承浮动套隔开的结构，保证了后支承有良好的轴向浮动状态，当机床主轴高速工作时，轴承摩擦发热以及内装电机工作发热导致主轴伸长变形而向后延伸，就可自由地调节微小的轴向位移，从而避免由此造成的不良影响，且由于静压轴承有良好的刚性、极小的摩擦系数、理想的精度和阻尼性能，故可实现后支承移动平稳，并有效吸收可能产生的振动；另外，本发明的静压轴承采用在轴向方向分布有若干列，每列在周向均布有若干个油腔的多腔静压轴承，使其即能承受径向载荷，也能承受轴向倾覆力矩；同时，本发明在对电主轴装配调试时，先将主轴后支承装入后支承浮动套，再把后支承浮动套装入后支承轴承座，对该静压轴承通入高压静压油，这样可实现前后支承的同心度精调，把前后支承的同心度精确调整到较高的精度要求。此外，由于静压轴承的油膜附着在轴颈上，轴颈凹下去的地方可被油膜填补，故静压轴承的油膜厚度对轴颈和轴承孔的圆度误差起均化作用，因此，本发明的机械加工和安装调试工艺难度得以大大降低，且本发明静压轴承的油膜压强是由液压泵从外界供给的，其承载能力不随转速变化，所以静压轴承适用于低转速或转速范围变化较大的主轴，本发明中后支承轴承座与后支承浮动套之间的运动速度极低，非常适合采用静压轴承技术。本发明是一种设计巧妙，方便实用的采用液体静压轴承实施支承浮动的机床电主轴。
4、附图说明：
下面结合附图详细说明本发明的具体结构：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中的B-B剖视图。
5、具体实施方式：
实施例：
本发明的结构示意图如图1、2所示，包括有主轴前支承(1)、主轴(5)、主轴后支承(10)，主轴(5)的两端分别支承在主轴前支承(1)及主轴后支承(10)上，且主轴前支承(1)支承在前支承轴承座(13)上，主轴后支承(10)支承在后支承轴承座(9)上，其中主轴后支承(10)与后支承轴承座(9)之间还设有后支承浮动套(8)，主轴后支承(10)套装在后支承浮动套(8)内，后支承浮动套(8)套装在后支承轴承座(9)上，且后支承轴承座(9)在与后支承浮动套(8)接触的内壁上做出有若干个油腔(8A)，油腔(8A)通过供油通道(8B)与供油系统的进油口A相通。
为能调节供油压力，上述油腔(8A)的供油通道(8B)上设有静压轴承节流器(7)。
上述油腔(8A)在轴向方向分布有若干列，沿轴向均布有2～4列油腔。本实施例中，上述油腔(8A)在轴向方向分布有两列，每列沿周向均布有4个油腔。
上述主轴(5)的中部装设有包括有电机水套(3)、电机定子(4)、电机转子(6)的电机组件，其中电机转子(6)套装在主轴(5)上，电机定子(4)套装在电机转子(6)的外侧，电机水套(3)套装在电机定子(4)的外侧。电机水套(3)的外侧还套装有电主轴外套筒(2)。本实施例中，为加工及安装方便，上述前支承轴承座(13)可与电主轴外套筒(2)做为一体。
上述主轴(5)的前端还可装有工作油缸(12)。为使本发明的整体美观大方，上述工作油缸(12)的外侧还装设有罩壳(11)。
本发明的静压油可共用工作油缸或冷却油地供油系统。高压静压油由进油口A进入，通过环形供油槽，静压油被分配至八条供油通道(8B)，静压油通过通道内的静压轴承节流器进入后支承静压轴承座的油腔，从而形成多腔静压轴承，使之即能承受径向载荷，也能承受轴向倾覆力矩。