[发明专利]一种磨床超高精度砂轮架主轴用的静动压轴承

说明书

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种磨床超高精度砂轮架主轴用的静动压轴承。

背景技术

磨床砂轮架主轴轴承是一台磨床的关键部件，这是一项核心技术。

我国磨床砂轮架轴承从50年代到目前为止，将近50、60年来一直使用的是三块式或四块式的轴瓦式动压轴承，轴瓦式的动压轴承如图1所示，这种动压轴承，因体壳2用于支承轴瓦3的球头螺钉4是位于轴瓦3的偏心位置的，一般为轴瓦3的一侧边与球头螺钉4的中心面之间的夹角为α＝24.5°或轴瓦3的另一侧边与球头螺钉4的中心面之间的夹角为β＝35.5°，因而轴瓦3在球头螺钉4上可自由摆动。当主轴1高速旋转时，轴瓦3在球头螺钉4上因摆动而使得油膜5变为油楔，如图2所示，进而形成动压作用，使得主轴1在动压轴承中自由旋转。如图3所示，为动压轴承的压力分布示意图。动压轴承当主轴1不转时，将不产生油楔，所以不能产生油膜压力。

这种动压轴承，制造容易，对砂轮体壳孔的精度要求较低。但是，长期使用证明，由于轴瓦3摆动无法控制，导致主轴1与轴瓦3将会长时间的金属接触摩擦，因而一般用1年左右，轴瓦3就要磨损，使用2-3年后主轴1磨损严重，一旦严重磨损后动压轴承与主轴的间隙就会增大，使得主轴1转动不平稳，工件磨削表面容易产生波纹、振纹及螺旋线，磨削表面粗糙度连Ra0.8也无法保证，导致精度降低。

因此，在使用时，必须调整轴瓦3的间隙才可以满足磨削要求，这又需 要专用工具及熟练的装配工来进行调整，增加使用成本；当轴承间隙太小时要产生抱轴(咬死)，太松了又要产生振纹。

因而在80年代前后，磨床上又使用了静压轴承6，其原理如图4、图5所示，静压轴承6的内圈均匀开设有环形排布的第一油腔61、第二油腔62、第三油腔63及第四油腔64，每一个油腔的中间位置分别开设有进油孔，且相邻的两个油腔之间开设有一个回油孔。这种静压轴承6需要一个独立油箱，用于提供可调油压的供油系统。具体地，若一定压力油Ps，经过节流后，如一小孔阻力的Rc(Rc1、Rc2、Rc3、Rc4)，流入静压轴承6的第一油腔61、第二油腔62、第三油腔63及第四油腔64中的压力Pr(Pr1、Pr2、Pr3、Pr4)在外载荷W(如主轴1的重量与径向磨剂力之和)的作用下，使得静压轴承6与主轴1之间的间隙Δh会减小，因而回油阻力增大。由于节流作用，使每个油腔与主轴1之间的间隙基本保持一定，从而使得主轴1与静压轴承6间处于纯液体摩擦状态。但是，由于静压轴承6一般要求间隙较大，导致动刚性较差，也就不适用于粗磨和半精磨。

发明内容

本发明的目的在于提出一种磨床超高精度砂轮架主轴用的静动压轴承，其能够使得主轴高速旋转更加平稳，减轻主轴和轴承的磨损，提高加工精度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种磨床超高精度砂轮架主轴用的静动压轴承，所述静动压轴承开设有用于从外至内进油的多个进油结构，所述静动压轴承的内圈开设有多个环形均布的静动压油腔，每个所述静动压油腔包括沿着主轴转动的方向依次设置的静压腔、动压腔、及封油边，所述静压腔与所述进油结构一一对 应连通，所述动压腔的腔体高度Δh从所述静压腔至所述封油边逐渐减小。

其中，所述动压腔的内腔面为阿基米德螺线形成的弧形面，所述静压腔、所述动压腔、所述封油边分别与主轴的间隙逐渐减小。

其中，所述封油边为与主轴相适应的圆弧面。

其中，所述静动压油腔的数量为4个。

其中，所述进油结构包括沿径向开设并环形均布的多个轴承进油孔，以及开设于所述静动压轴承的外侧的多个缝隙式节流器，每个所述轴承进油孔与相邻的至少两个所述缝隙式节流器连通。

其中，每个所述轴承进油孔与位于其两侧的两个所述缝隙式节流器连通。

其中，所述缝隙式节流器与外部油箱连通。

本发明的有益效果为：