一種磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承的製作方法

2023-10-08 03:17:24

專利名稱：：一種磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承的製作方法
技術領域：
：本發明是一種磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承，利用了動靜壓軸承動壓、靜壓油膜混合效應原理，所設計的動靜壓軸承具有較高油膜剛性並能顯著提磨床砂輪主軸系統的迴轉精度。
背景技術：
：目前，用於磨床砂輪主軸的軸承主要有動壓、靜壓軸承，部分磨床砂輪主軸也採用了動靜壓軸承。企業中使用較多的動靜壓軸承主要結構形式是將動壓腔與靜壓腔在軸向方向錯開一定位置設置，這種結構形式的動靜壓軸承是在主軸啟動時利用靜壓力作用來承載外載荷；當進入正常運轉工況時，關閉靜壓腔的壓力油，由動壓腔的動壓力來承載外載荷。這種結構形式的軸承只是動壓和靜壓的簡單組合方式，其結構複雜、承載能力不高。近年來，有人設計開發了動壓效應與靜壓效應混合作用的動靜壓軸承，如專利號為ZL200520074843.2:的軋輥磨床砂輪主軸用動靜壓軸承，這種結構形式的軸承開設了三個靜壓腔和一個動壓腔，啟動和工作時靠上述油腔的共同作用來承載外載荷，充分利用了動壓與靜壓混合效應的原理，具有較高的油膜剛性，但這種結構形式的動靜壓軸承在啟動階段主軸與軸承容易產生接觸磨損，同時在運行工況下，其動壓效應還不夠顯著。綜上所述，如何解決磨床砂輪主軸啟動時與動靜壓軸承的接觸磨損問題以及充分利用好動靜壓混合效應的問題，已成為磨床砂輪主軸動靜壓軸承設計時迫切需要解決的難點問題。
發明內容本發明的目的是為了克服上述現有技術的不足而設計的一種新型的用於砂輪主軸用的動靜壓軸承，使其具有在磨床砂輪主軸啟動時不與動靜壓軸承接觸，在運行工況下具有較高的動靜壓混合效應，大大提高油膜剛性及均化誤差的作用，提高磨床砂輪主軸系統的迴轉精度等優點。本發明所涉及的磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承，它包括上靜壓油腔l、前靜壓油腔2、下靜壓油腔3、後靜壓油腔8、動壓腔6及3條軸向回油槽4，其特徵在於上靜壓油腔1和動壓腔6之間開設有階梯腔7，後靜壓油腔8開設在與上述油腔軸向方向錯開5~10mm的地方。上述磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承，階梯腔7的截面形狀為矩形，階梯腔7的深度與磨床砂輪主軸和動靜壓軸承的配合間隙取同一數量級。上述磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承，後靜壓油腔8的截面形狀為矩形，油腔深度取磨床砂輪主軸和動靜壓軸承的配合間隙的5080倍。本發明能較好地解決磨床砂輪主軸啟動時與動靜壓軸承接觸的問題，同時階梯腔7的開設，能大大提高動靜壓軸承在運行工況下的動壓效應，從而獲得較為理想的動靜壓效應，能顯著提高油膜剛性及均化誤差的作用，該動靜壓軸承裝配在磨床砂輪主軸系統上，能顯著提高磨床砂輪主軸系統的迴轉精度，以適應當今磨床的高速高精度發展的需要。圖l為本發明的主視圖；圖2為圖1的A—A剖視圖；圖3為圖2的B—B剖視圖；圖4為圖2的C一C剖視l-上靜壓油腔；2-前靜壓油腔；3-下靜壓油腔；小進油孔；5-軸向回油槽；6-動壓腔；7-階梯腔；8-後靜壓油腔。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案進一步說明如下本發明的結構包括上靜壓油腔1、前靜壓油腔2、下靜壓油腔3、後靜壓油腔8、動壓腔6及3條軸向回油槽4，上靜壓油腔1和動壓腔6之間開設有階梯腔7，後靜壓油腔8開設在與上述油腔軸向方向錯開5~10mm的地方。在磨床砂輪主軸啟動時，上述各靜壓油腔通入壓力油。在上述靜壓油腔靜壓力的作用下，使磨床砂輪主軸與動靜壓軸承內孔脫離接觸，使磨床砂輪主軸懸浮在油膜中，避免了磨床砂輪主軸與動靜壓軸承內孔接觸磨損。隨著砂輪主軸轉速的提高，由動壓腔6與階梯腔7產生的動壓效應逐漸增大，與上述靜壓腔的靜壓力共同作用來承載外載荷。在高速工況下，階梯腔將產生極大的動壓作用力，大大提升油膜的承載能力和油膜剛度，同時，靜壓油膜能較好地起到均化動靜壓軸承製造誒差的作用，所以由上述動靜壓混合效應的共同作用能大大提升動靜壓軸承的整體性能。此外，在高速工況時，、由於上述動靜壓軸承具有較高的動壓作用力，在某種程度上可大大降低對靜壓系統供油壓力的要求，可降低油泵電機的功率、降低液壓供油的能耗。因此，相比於傳統的動靜壓軸承，上述動靜壓軸承還具有節能的優點。，實施例上述動靜壓軸承與某企業中使用的磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承性能測試數據對比如表l、表2所示。其中動靜壓軸承2指本發明，動靜壓軸承1提JI某企業作用的磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承。表1動靜壓軸承靜態性能測試數據對比名稱動靜壓軸承動靜壓軸承21泵供壓力A(Mpa)54軸承流量2(Z/min)0.880.58泵耗功率Pp(w)9260摩擦功率Pf(w)448310油液有效溫度^5043(0C)表2在不同偏心率下的動靜壓軸承承載能力及油膜剛性對比tableseeoriginaldocumentpage60,30720011,80013000.3586001350078012000.40100001600083013300.45120001900089513800.501600021000102014000.60180002600010001430由表1可知，本發明在泵供壓力、軸承流量、摩擦功耗、油液有效溫度等方面比傳統動靜壓軸承均要小很多，可大大降低泵供油耗，節省能源，同時有利於油膜溫度的降低。由表2可知，在不同偏心率下，本發明比傳統動靜壓軸承的承載能力和油膜剛性要大很多，這也證明該發明的有效性。權利要求1、一種用於磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承，包括上靜壓油腔(1)、前靜壓油腔(2)、下靜壓油腔(3)、後靜壓油腔(8)、動壓腔(6)、進油孔(4)及3條軸向回油槽(4)，其特徵在於上靜壓油腔(1)和動壓腔(6)之間開設有階梯腔(7)，階梯腔(7)的截面形狀為矩形，階梯腔(7)深度與磨床砂輪主軸和動靜壓軸承的配合間隙取同一數量級，後靜壓油腔(8)開設在與上述油腔軸向方向錯開5～10mm的地方。全文摘要一種用於磨床砂輪主軸用的動靜壓軸承，包括上靜壓油腔(1)、前靜壓油腔(2)、下靜壓油腔(3)、後靜壓油腔(8)、動壓腔(6)、進油孔(4)及3條軸向回油槽(4)，其特徵在於上靜壓油腔(1)和動壓腔(6)之間開設有階梯腔(7)，階梯腔(7)的截面形狀為矩形，階梯腔(7)深度與磨床砂輪主軸和動靜壓軸承的配合間隙取同一數量級，後靜壓油腔(8)開設在與上述油腔軸向方向錯開5～10mm的地方。本發明能較好地解決磨床砂輪主軸啟動時與動靜壓軸承接觸的問題，能顯著提高油膜剛性及磨床砂輪主軸系統的迴轉精度。文檔編號B24B41/00GK101579841SQ200910104110公開日2009年11月18日申請日期2009年6月17日優先權日2009年6月17日發明者嚴興春,江桂雲,王勇勤申請人:重慶大學