專利名稱：高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于機械制造領域，具體涉及高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景以高切削速度、高進給速度、高加工精度為主要特征的高速精密加工是當代四大先進制 造技術(shù)之一，是繼數(shù)控技術(shù)之后使制造技術(shù)產(chǎn)生第二次革命性飛躍的一項高新技術(shù)。高速精 密加工機床不僅具有極高的生產(chǎn)效率，而且可顯著地提高零件的加工精度和表面質(zhì)量。高速 精密機床的主軸作為核心功能部件，其性能的高低直接影響到高速精密加工機床的整體發(fā)展水平。用于高速精密主軸的軸承包括磁懸浮軸承、空氣軸承、滾動軸承和液體滑動軸承等，其 中，液體滑動軸承由于承載能力強、潤滑介質(zhì)具有阻尼減振和"均化"誤差的作用，因此采用 液體滑動軸承作為支撐的機床主軸剛性好、回轉(zhuǎn)精度高，非常適合于作為精密機床如精密磨 床和精密鏜床的主軸部件。液體滑動軸承目前普遍采用的的節(jié)流形式有小孔節(jié)流、毛細管 節(jié)流、錐型或柱型的環(huán)面縫隙節(jié)流、薄膜反饋節(jié)流等，但是以上節(jié)流形式各有缺陷。小孔節(jié)流的缺陷首先，小孔節(jié)流器加工難度大，且節(jié)流截面小，容易堵塞；其次，由 于流經(jīng)小孔節(jié)流器的流量與油的粘度無關(guān)，而流經(jīng)軸承的流量卻與粘度成反比，故使用小孔 節(jié)流的靜壓/動靜壓軸承，其軸承間隙和支承剛度與粘度和溫度相關(guān)，當油膜溫度升高時，軸 承性能不穩(wěn)定，不宜用于溫度變化大的場合。毛細管節(jié)流的缺陷毛細管節(jié)流器分為直通圓截面式和螺旋槽式非圓截面式。前者由于 保證層流條件所需的毛細管長度較長，故安裝空間較大， 一般只適合軸承轉(zhuǎn)速較低的情況(此 時油膜粘度較大，容易保證層流)；后者安裝空間相對較少且節(jié)流液阻可調(diào)，但是結(jié)構(gòu)復雜， 常將多頭螺旋槽直接開在軸承的外圓柱表面上，每條螺旋槽控制一個油腔，因而對鑄件的質(zhì) 量及孔的加工質(zhì)量要求較高，同時節(jié)流器阻尼槽面的加工精度要求也高。薄膜反饋節(jié)流的缺陷薄膜節(jié)流器的零件數(shù)目較多， 一般由上下殼體，銅墊片、薄片等 組成，加工精度高，裝配調(diào)試工作量大，因而成本高；節(jié)流后油流經(jīng)過的管道較長，若設計 或裝配稍有不慎，就容易形成氣栓，影響動態(tài)油膜剛度和過渡特性；薄膜結(jié)構(gòu)參數(shù)設計不當 時，會因反饋靈敏度過高而出現(xiàn)薄膜振蕩，發(fā)出"哨叫"等不穩(wěn)定現(xiàn)象；占用空間大，對于中 小型機床，常由于結(jié)構(gòu)而使用受到限制。錐型或柱型的環(huán)面縫隙節(jié)流的缺陷節(jié)流面容易堵塞，且堵塞后難于維修，需要拆卸軸 承并重新磨軸承外圓面上的節(jié)流間隙；并且由于軸承拆卸后破壞了軸承外圓與軸承座的結(jié)合面，導致拆卸下來的軸承維修好后也只能配新的軸承座才能使用，或者需要加工新的軸承替 代拆卸下來的軸承；這導致主軸維修周期長，提高了用戶的使用成本。另外，工程設計中，靜壓/動靜壓軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)都是依據(jù)最佳節(jié)流比來設計和選擇，然而， 零件存在加工誤差和測量誤差，在裝配調(diào)試過程中，往往出現(xiàn)節(jié)流比偏離最佳節(jié)流比的情況。 目前，針對該情況的處理措施有兩種 一是以損失一部分軸承的油膜剛度為代價，將節(jié)流比 控制在某個范圍內(nèi)；二是重新加工節(jié)流器來試湊最佳節(jié)流比，但這不僅影響裝配調(diào)試進度， 而且仍難使節(jié)流比達到最佳值，在某些結(jié)構(gòu)中，重新?lián)Q掉節(jié)流器還需多次拆裝主軸，將使主 軸動平衡精度降低。綜上所述，目前在高速精密主軸的液體滑動軸承中采用的節(jié)流方式由于存在上述缺陷， 導致液體滑動軸承未能在精密機床上得到充分應用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、便于對節(jié)流間隙 進行清理、便于調(diào)整和控制節(jié)流比、可簡化調(diào)試工序、節(jié)省維護時間和成本的高速主軸液體 滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。一種高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，包括主軸軸承的內(nèi)壁上所設的壓力油腔和套 設于主軸軸承外的軸承座上所設的軸承座進油孔，還包括節(jié)流間隙、設于主軸軸承上的進油 通道和壓力油腔供油通道，所述節(jié)流間隙由主軸軸承與軸承端蓋之間的空隙構(gòu)成，進油通道 一端與軸承座進油孔連通，另一端與節(jié)流間隙連通，壓力油腔供油通道一端與節(jié)流間隙連通， 另一端與壓力油腔連通。所述進油通道包括軸承進油孔和節(jié)流間隙進油環(huán)槽，所述節(jié)流間隙進油環(huán)槽設于主軸軸 承的端面，并與節(jié)流間隙連通，所述軸承進油孔一端與軸承座進油孔連通，另一端與節(jié)流間 隙進油環(huán)槽連通。所述節(jié)流間隙進油環(huán)槽設有兩圈，主軸軸承的端面上設有連通兩圈節(jié)流間隙進油環(huán)槽的 連通槽，主軸軸承的端面由節(jié)流間隙進油環(huán)槽和連通槽分隔出至少一個節(jié)流平臺。 所述節(jié)流間隙由主軸軸承與軸承端蓋內(nèi)側(cè)的墊片之間的空隙構(gòu)成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于將節(jié)流間隙設置在主軸軸承端面，在需要對節(jié)流 間隙進行調(diào)整、維護時，只需將軸承端蓋從軸承座上分離，而不需要將主軸軸承從軸承座上 拆卸下來，從而減少了工作量，節(jié)省了時間和成本；調(diào)整節(jié)流比時，只需更換軸承端蓋或?qū)?軸承端蓋靠節(jié)流間隙的一端進行修整，即可通過調(diào)整節(jié)流間隙的大小實現(xiàn)對節(jié)流比的控制。本發(fā)明還在主軸軸承的端面設置有節(jié)流間隙進油環(huán)槽，可以使流油均勻的充滿整個節(jié)流間隙; 該節(jié)流間隙進油環(huán)槽可設為兩圈，并通過連通槽連通，同時將主軸軸承的端面分隔出獨立的 節(jié)流平臺，為壓力油腔提供穩(wěn)定的壓力油。軸承端蓋內(nèi)側(cè)設有墊片，調(diào)整節(jié)流比時只需對軸 承端蓋上的墊片進行更換或修整，可減少調(diào)試、維護成本。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A向視圖(去除軸承端蓋和墊片)。圖中各標號表示I、 軸承座 2、主軸軸承 3、軸承端蓋 4、主軸5、節(jié)流間隙 6、墊片II、 軸承座進油孔 12、回油通道 21、壓力油腔 22、進油通道 23、壓力油腔供油通道 31、回油孔221、軸承進油孔 222、節(jié)流間隙進油環(huán)槽223、連通槽 224、環(huán)形槽225、節(jié)流平臺具體實施方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，包括主軸軸承2的 內(nèi)壁上所設的壓力油腔21和套設于主軸軸承2外的軸承座1上所設的軸承座進油孔11，還 包括節(jié)流間隙5、設于主軸軸承2上的進油通道22和壓力油腔供油通道23,節(jié)流間隙5由主 軸軸承2與軸承端蓋3內(nèi)側(cè)的墊片6之間的空隙構(gòu)成，墊片6通過緊固件固定于軸承端蓋3 上，軸承端蓋3通過緊固件固定于軸承座1上，進油通道22 —端與軸承座進油孔11連通， 另一端與節(jié)流間隙5連通，壓力油腔供油通道23—端與節(jié)流間隙5連通，另一端與壓力油腔 21連通。進油通道22包括軸承進油孔221和設于主軸軸承2端面的、與節(jié)流間隙5連通的 兩圈節(jié)流間隙進油環(huán)槽222，兩圈節(jié)流間隙進油環(huán)槽222通過主軸軸承2端面上所設的四個 連通槽223連通，軸承進油孔221 —端通過設于主軸軸承2外壁的環(huán)形槽224與軸承座進油 孔11連通，另一端與節(jié)流間隙進油環(huán)槽222連通，同時兩圈節(jié)流間隙進油環(huán)槽222和四個連 通槽223將主軸軸承2的端面分隔出四個獨立的節(jié)流平臺225，為壓力油腔21提供穩(wěn)定的壓 力油。軸承端蓋3上還設有回油孔31，軸承座1上設有回油通道12，回油孔31與回油通道12連通。從軸承座進油孔11進入主軸軸承2的流油經(jīng)環(huán)形槽224進入軸承進油孔221，再從 軸承進油孔221進入一條節(jié)流間隙進油環(huán)槽222，此后，經(jīng)連通槽223進入另一條節(jié)流間隙 進油環(huán)槽222，同時均勻的充滿整個節(jié)流間隙5，通過節(jié)流間隙5節(jié)流后的壓力油經(jīng)壓力油腔 供油通道23輸送至壓力油腔21，在主軸軸承2和主軸4之間形成壓力油膜，從軸承端蓋3 一端泄出的流油經(jīng)回油孔31流入回油通道12，由回油通道12回收。本發(fā)明將節(jié)流間隙5設置在主軸軸承2的端面，在需要對節(jié)流間隙5進行調(diào)整、維護時， 只需將軸承端蓋3從軸承座1上分離，而不需要將主軸軸承2從軸承座1上拆卸下來，從而 減少了工作量，節(jié)省了時間和成本；調(diào)整節(jié)流比時，只需對軸承端蓋3上的墊片6進行更換 或修整，即可通過調(diào)整節(jié)流間隙5的大小實現(xiàn)對節(jié)流比的控制，不僅方便快捷，而且可減少 調(diào)試、維護成本。
權(quán)利要求
1、一種高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，包括主軸軸承(2)的內(nèi)壁上所設的壓力油腔(21)和套設于主軸軸承(2)外的軸承座(1)上所設的軸承座進油孔(11)，其特征在于還包括節(jié)流間隙(5)、設于主軸軸承(2)上的進油通道(22)和壓力油腔供油通道(23)，所述節(jié)流間隙(5)由主軸軸承(2)與軸承端蓋(3)之間的空隙構(gòu)成，進油通道(22)一端與軸承座進油孔(11)連通，另一端與節(jié)流間隙(5)連通，壓力油腔供油通道(23)一端與節(jié)流間隙(5)連通，另一端與壓力油腔(21)連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，其特征在于所述進油 通道(22)包括軸承進油孔(221)和節(jié)流間隙進油環(huán)槽(222)，所述節(jié)流間隙進油環(huán)槽(222) 設于主軸軸承(2)的端面，并與節(jié)流間隙(5)連通，所述軸承進油孔(221) —端與軸承座 進油孔(11)連通，另一端與節(jié)流間隙進油環(huán)槽(222)連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，其特征在于所述節(jié)流 間隙進油環(huán)槽(222)設有兩圈，主軸軸承(2)的端面上設有連通兩圈節(jié)流間隙進油環(huán)槽(222) 的連通槽(223)，主軸軸承(2)的端面山節(jié)流間隙進油環(huán)槽(222)和連通槽(223)分隔出 至少一個節(jié)流平臺(225)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述節(jié)流間隙(5)由主軸軸承(2)與軸承端蓋(3)內(nèi)側(cè)的墊片(6)之間的空隙構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)，包括主軸軸承的內(nèi)壁上所設的壓力油腔和套設于主軸軸承外的軸承座上所設的軸承座進油孔，還包括節(jié)流間隙、設于主軸軸承上的進油通道和壓力油腔供油通道，所述節(jié)流間隙由主軸軸承端面的節(jié)流平臺與安裝在軸承端蓋內(nèi)面上的墊片之間的間隙構(gòu)成，進油通道一端與軸承座進油孔連通，另一端與節(jié)流間隙連通，壓力油腔供油通道一端與節(jié)流間隙連通，另一端與壓力油腔連通。該高速主軸液體滑動軸承端面節(jié)流結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)合理、便于對節(jié)流間隙進行清理、便于調(diào)整和控制節(jié)流比、可簡化調(diào)試工序、節(jié)省維護時間和成本的優(yōu)點。
文檔編號F16C35/00GK101403415SQ20081014349
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者馮春亞, 熊萬里, 紀宗輝, 袁巨龍, 陽雪兵 申請人:湖南大學