[实用新型]高速精密外置平面节流动静压轴承电主轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种高速精密外置平面节流动静压轴承电主轴，属于机械加工制造领域。 

背景技术

机床电主轴一般由箱体，轴承，主轴，电机等组成，轴承固定在箱体内，电机直连主轴带动其转动。传统的机床主轴多采用齿轮或皮带传动来传递电动机的动力，而电主轴是机床实现高速加工前提和基本条件，目前，电主轴一般是采用内置式电机直接驱动的，它能够传送很高的转速和扭矩，而且刚性好，结构紧凑，可大大提高机床的生产效率和工件的加工质量，但仍存在以下不足之处：主要是电机的散热条件比较差，轴承温升比较高，从而引起机床的热变形，容易出现抱轴现象，造成零件的加工误差，节流采用轴承外圆缝隙节流，容易堵塞，清理难度十分大。所以，合理化，高速化，精密化和高自动化是现代制造业发展的主要特点和必然趋势。高速精密外置平面节流动静压轴承电主轴正是保证机床实现高速、精密和自动化加工的关键功能部件。为此，许多科研机构，生产厂家及有识之士都在不断的探索研究和改善电主轴的技术。 

发明内容

为克服电主轴在生产上存在的上述弊病，本实用新型所要解决的问题是提供一种结构简单紧凑，高速运转，运行平稳，散热好,加工精度高的精密电主轴。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案它包括箱体、主轴、液体动静压前后轴承、外置平面节流器，前端盖,调整环,电机法兰,电机转子，电机定子,电机外壳,电主轴以液体动静压轴承为支撑，将机床主轴与电动机从结构上融为一体，采用液体动静压前后轴承，主轴则通过液体动静压前后轴承的深浅腔结构，使其能达到最佳静压效果和动压效果，将液体动静压轴承所需节流器置于箱体外表面，用前端盖和调整环来保证主轴的轴向间隙，并将电机后置于箱体。综合了高速轴承、高速电动机、变频调速以及液体动静压等关键技术，使其能带动切削工具高速旋转实现高速精密加工。 

液体动静压轴承电主轴，使用液体动静压前后轴承，这是一种采用周向四油腔设计，油腔形成深浅腔，利用轴承腔的静压和阿基米德阶梯效应，使主轴自动浮起。能在流体动力润滑状态下，又能在液体动力润滑状态下工作的滑动轴承，它综合了静压轴承和动压轴承的优点，消除了这两种轴承的不足。其特点是采用整体式轴承，静压和动压在轴承内表面 形成深浅腔结构油腔，轴承系统工作时压力油进入轴承静压区，将主轴悬浮在轴承中间，使主轴与轴承无机械摩擦，从而提高轴承寿命且有良好的精度保持性。当电机驱动主轴旋转时，轴承油腔内由于阶梯效应自然形成动静压承载油膜，轴承成为具有静压压力场的动压滑动轴承。与三块，五块瓦相比，动静压轴承为整体式结构，轴承与箱体孔接触面积大，为刚性连接，使油膜刚度得到充分发挥利用。主轴工作时，油膜刚度是轴承静态刚度与动态刚度的叠加有很强的承载能力。压力油膜的“均化”作用可使主轴回转精度高于轴颈和轴承的加工精度。 

将节流器改为外置式，利用箱体外表面与前后平面节流器形成缝隙节流作为系统的压力补偿元件，该节流器外置于箱体，主轴润滑油通过外置平面节流器使油通过箱体进入轴承外圆的油槽再进入轴承的静压区。有效的解决了清理油槽的问题，且零件加工简单,安装方便，清洗便利，节省机动时间，提高工作效率。 

主轴尾端以锥度配合方式使电机转子与电机直连，且电机置于箱体外。通常采用电机与主轴直联，电机内置于电主轴箱体内，这种装配方式容易导致电机在狭小的空间内急剧升温且散热慢，容易烧毁电机，将电机改成与主轴尾端锥度配合使电机外置于箱体，有效解决了温升及散热的问题。 

附图说明

图1，图2为本实用新型结构示意图。 

具体实施方式

图1所示，本实用新型一种高速精密外置平面节流动静压轴承电主轴的具体实施方式，它包括箱体（4）、主轴（1）、前轴承（5）、后轴承（7），所述的前后轴承以过盈配合通过压力机挤压进箱体（4）的前后轴承孔，根据前轴承（5）内孔和后轴承（7）内孔的实际尺寸配磨主轴（1）轴颈处尺寸，保证一定间隙使其达到最佳静压效果。在将主轴（1）装入轴承前需要先将电机转子（10）装入主轴（1）并做好动平衡试验，电机转子（10）与主轴（1）锥度配合，并在主轴（1）尾端用圆螺母锁紧。电机（9）直联主轴并通过电机法兰（8）固定在箱体（4）上，前端盖（2）和调整环（3）配磨尺寸使轴的轴向间隙保证在一定值内，主轴润滑油直接从前后节流块（6）进入在箱体顶部节流块（6）节流后进入前后轴承环形油槽最后到达各个静压区和轴向油孔，轴承内油腔充满压力油。 

本实用新型具体工作过程是：接好进油和回油油路后，启动静压系统，待主轴（1）悬浮起，调节变频器使电机转速或切削工具达到所需数值。