具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承及其集氣槽的加工方法
2023-10-08 22:36:24 1
專利名稱：具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承及其集氣槽的加工方法
技術領域：
本發明涉及一種非接觸軸承，主要作為工具機等機械的主軸軸承使用。
背景技術：
申請號為00243695.7的專利公開一種磁懸浮軸承，該種軸承由同為磁鐵的外軸套1和內軸套2組成，軸套的內圓柱面和外圓柱面分別為磁極，而且外軸套1的內圓柱面與內軸套的外圓柱面是具有相同磁性的磁極，這樣由於同極相斥的原因，內外軸套不相接觸，呈現磁懸浮狀態，消除了一般機械軸承轉動時產生的摩擦力。但這種軸承不能用於高轉速的場合。以外軸套1固定，內軸套2旋轉的情況為例，軸3帶動內軸套2高速旋轉，由於加工製造中存在著不可避免的誤差，內軸套2和軸3的質量不可能在長度方向上相對於旋轉軸心完全對稱，這樣就會發生如圖3所示的內軸套2和軸3相對於外軸套1的擺動，既影響旋轉精度，又會在點4和點5處發生外軸套1和內軸套2的碰撞，造成軸承的損壞。
發明內容
為了解決現有的磁懸浮軸承不能用於高速旋轉場合的問題，提供一種既能用於低速場合又適用於高速旋轉場合的磁懸浮軸承，本發明是通過下述方案予以實現的具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承，它由同為永磁體的外軸套6和內軸套7組成，外軸套6和內軸套7的內、外圓柱表面是磁極，外軸套6的內圓柱面與內軸套7的外圓柱面是具有相同磁性的磁極，其特徵是外軸套6的內圓柱面上或內軸套7的外圓柱面上開有至少一列集氣槽8，每列中的若干個集氣槽8沿外軸套6的內圓柱面或內軸套7的外圓柱面的圓周方向均勻分布，集氣槽8沿外軸套6或內軸套7的寬度方向設置為梯形框。集氣槽8開在內軸套7外表面時，如圖5所示。外軸套6固定不動，內軸套7順時針高速旋轉，空氣從集氣槽8的兩端被收集入集氣槽中並匯集在梯形框的上頂邊處，內軸套7的轉速越高則抽入的空氣越多，在梯形框的上頂邊處的氣壓就越高，從而在外軸套6的內圓柱面與內軸套7的外圓柱面之間產生一個能承受壓力的環空氣墊，該環空氣墊寬度大於或等於梯形框頂邊的長度，而且環空氣墊沿長度方向壓力較均勻，不僅能消除因高速旋轉造成的內軸套7的跳動，而且能減小內軸套7的擺動，旋轉速度越高，旋轉的精度就越高，內軸套7旋轉剛度也越強。集氣槽8開在外軸套6的內表面時，除內軸套7固定不動，外軸套6高速旋轉以外，其它與集氣槽8開在內軸套7外表面的情況相同。本發明解決了現有的磁懸浮軸承不能用於高速旋轉場合的問題，具有設計合理、工作可靠和宜於推廣實施的優點，尤其適用於磨床中使用。
本發明還提供一種用於本發明具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承的集氣槽的加工方法。本方法通過下述步驟予以實現一、清洗外軸套6或內軸套7。二、在外軸套6的內表面上或內軸套7的外表面上鍍一層均勻的金屬層或金鋼石薄膜作為工作層。三、在工作層的表面上掩膜蝕刻加工出集氣槽8。
本發明還提供另一種也用於本發明具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承的集氣槽的加工方法。本方法通過下述步驟予以實現一、清洗外軸套6或內軸套7。二、在外軸套6的內表面上或內軸套7的外表面上塗覆一層感光材料。三、在感光材料的表面上遮蓋遮光模板，遮光模板是能在外軸套6的內表面上或內軸套7的外表面上遮住或僅顯露出集氣槽8的位置和形狀的模板。四、對外軸套6的內表面或內軸套7的外表面進行感光處理。五、把通過感光處理脫落的感光材料處理掉後，腐蝕出集氣槽8或鍍出金屬工作層從而形成低位的集氣槽8。
圖1是本發明實施方式一的結構示意圖，圖2和圖3是現有的磁懸浮軸承的結構示意圖，圖4是實施方式二的結構示意圖，圖5是圖1的A-A剖視圖，圖6是實施方式三的結構示意圖，圖7是實施方式四的結構示意圖。
具體實施例方式
一下面結合圖1和圖5具體說明本實施方式。它由同為永磁體的外軸套6和內軸套7組成，外軸套6和內軸套7的內、外圓柱表面是磁極，外軸套6的內圓柱面與內軸套7的外圓柱面是具有相同磁性的磁極，內軸套7的外圓柱面上開有一列集氣槽8，若干個集氣槽8沿內軸套7的外圓柱面的圓周方向均勻分布，集氣槽8沿內軸套7的寬度方向設置為梯形框。
具體實施方式
二下面結合圖4具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，集氣槽8開在外軸套6的內圓柱表面上。其它組成和連接關係與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三下面結合圖6具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，集氣槽8的梯形框的拐角處為圓弧過渡。如此設置的集氣槽，空氣的流入性更好，氣墊環的各部分壓力也更均衡。
具體實施方式
四下面結合圖7具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，內軸套7的外圓柱表面上設置有左列槽組10和右列槽組11，左列槽組10與右列槽組11之間的內軸套7的外圓柱表面上開有環空12，外軸套6的表面上與環空12相對應位置處開有通氣孔13，左列槽組10和右列槽組11都由若干個集氣槽8組成。由於本實施方式中設置有兩列集氣槽8，會形成兩個環空氣墊，因此它的防擺效果要優於實施方式一的軸承，非常適用於懸臂使用的場合。
具體實施方式
五下面結合圖5具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，集氣槽8的深度X在1微米至10微米之間。集氣槽8可用人造金鋼石薄膜進行掩膜蝕刻的方法加工出來。
具體實施方式
六一種具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承的集氣槽的加工方法。本方法通過下述步驟予以實現一、清洗。把外軸套6或內軸套7的表面用丙酮或酒精清洗乾淨。二、生成工作層。在外軸套6的內表面上或內軸套7的外表面上鍍一層均勻的金屬層或金鋼石薄膜作為工作層。三、在工作層的表面上掩膜蝕刻加工出集氣槽8。
具體實施方式
七一種具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承的集氣槽的加工方法。本方法通過下述步驟予以實現一、清洗。把外軸套6或內軸套7的表面用丙酮或酒精清洗乾淨。二、在外軸套6的內表面上或內軸套7的外表面上塗覆一層感光材料。三、在感光材料的表面上遮蓋遮光模板，遮光模板是能在外軸套6的內表面上或內軸套7的外表面上遮住或僅顯露出集氣槽8的位置和形狀的模板。四、對外軸套6的內表面或內軸套7的外表面進行感光處理。五、把通過感光處理脫落的感光材料處理掉後，腐蝕出集氣槽8或鍍出金屬工作層從而形成低位的集氣槽8。
權利要求
1.具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承，它由同為永磁體的外軸套(6)和內軸套(7)組成，外軸套(6)和內軸套(7)的內、外圓柱表面是磁極，外軸套(6)的內圓柱面與內軸套(7)的外圓柱面是具有相同磁性的磁極，其特徵是外軸套(6)的內圓柱面上或內軸套(7)的外圓柱面上開有至少一列集氣槽(8)，每列中的若干個集氣槽(8)沿外軸套(6)的內圓柱面或內軸套(7)的外圓柱面的圓周方向均勻分布，集氣槽(8)沿外軸套(6)或內軸套(7)的寬度方向設置為梯形框。
2.根據權利要求1所述的具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承，其特徵是集氣槽(8)的梯形框的拐角處為圓弧過渡。
3.根據權利要求1所述的具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承，其特徵是內軸套(7)的外圓柱表面上設置有左列槽組(10)和右列槽組(11)，左列槽組(10)與右列槽組(11)之間的內軸套(7)的外圓柱表面上開有環空(12)，外軸套(6)的表面上與環空(12)相對應位置處開有通氣孔(13)，左列槽組(10)和右列槽組(11)都由若干個集氣槽(8)組成。
4.根據權利要求1所述的具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承，其特徵是集氣槽(8)的深度(X)在1微米至10微米之間。
5.一種具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承的集氣槽的加工方法，其特徵是本方法通過下述步驟予以實現一、清洗，把外軸套(6)或內軸套(7)的表面清洗乾淨；二、生成工作層，在外軸套(6)的內表面上或內軸套(7)的外表面上鍍一層均勻的金屬層或金鋼石薄膜作為工作層；三、在工作層的表面上掩膜蝕刻加工出集氣槽(8)。
6.一種具有梯形框集氣槽的永磁複合軸承的集氣槽的加工方法，其特徵是本方法通過下述步驟予以實現一、清洗；把外軸套(6)或內軸套(7)的表面清洗乾淨；二、在外軸套(6)的內表面上或內軸套(7)的外表面上塗覆一層感光材料；三、在感光材料的表面上遮蓋遮光模板，遮光模板是能在外軸套(6)的內表面上或內軸套(7)的外表面上遮住或僅顯露出集氣槽(8)的位置和形狀的模板；四、對外軸套(6)的內表面或內軸套(7)的外表面進行感光處理；五、把通過感光處理脫落的感光材料處理掉後，腐蝕出集氣槽(8)或鍍出金屬工作層從而形成低位的集氣槽(8)。
全文摘要
本發明公開一種非接觸軸承，主要作為工具機等機械的主軸軸承使用。它由同為永磁體的外軸套(6)和內軸套(7)組成，外軸套和內軸套的內、外圓柱表面是磁極，外軸套的內圓柱面與內軸套的外圓柱面是具有相同磁性的磁極，其特徵是外軸套的內圓柱面上或內軸套的外圓柱面上開有至少一列集氣槽(8)，集氣槽沿外軸套的內圓柱面或內軸套的外圓柱面的圓周方向均勻分布，集氣槽沿外軸套或內軸套的寬度方向設置為梯形框。本發明解決了現有的磁懸浮軸承不能用於高速旋轉場合的問題，具有設計合理、工作可靠和宜於推廣實施的優點。本發明還提供集氣槽的加工方法一、清洗。二、在外軸套的內表面上或內軸套的外表面上鍍一層薄膜作為工作層。三、在工作層的表面上掩膜蝕刻加工出集氣槽。
文檔編號F16C32/04GK1529060SQ20031010761
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月15日 優先權日2003年10月15日
發明者郝雙暉, 郝明暉, 宋寶玉 申請人:哈爾濱工業大學