[发明专利]一种便于实现二次动平衡的高速主轴

说明书

本发明公开了一种便于实现二次动平衡的高速主轴，包括壳体，转子，转子的前端由前轴承I和前轴承II支承，转子的尾端有后轴承I和后轴承II支承，后轴承I和后轴承II均安装于套筒内，与外偏心螺柱相连的锁紧弹簧I套装在套筒上，转子尾端加工有内螺纹，与内偏心螺柱相连的锁紧弹簧II安装于转子内的阶梯孔内。本发明采用基于工况的主轴装配误差动态调整技术，有效消除了工况变化下主轴零部件间装配误差改变引起的主轴偏心，采用基于移动的单面空间动平衡技术，更便于进行工况变化下主轴的二次动平衡，与现有的双面动平衡相比，主轴结构紧凑，工程实用性强。

技术领域

本发明涉及一种高速主轴，特别涉及一种便于实现二次动平衡的高速机械主轴。

背景技术

性能优良的高速主轴是实现高速加工的关键功能部件。主轴因制造误差、安装误差以及材料不均匀等会引起主轴质量分布不均匀，在高速旋转时产生不平衡离心力，从而导致高速主轴在工作时产生振动，主轴的振动必然引起加工质量的变化以及随着时间推移加剧主轴工作精度的衰退，因而对主轴进行动平衡显得十分必要。当前主轴动平衡可归纳为低于一阶临界转速的刚性动平衡和超过一阶临界转速的柔性动平衡两种，双面动平衡技术广泛应用于高速主轴中。然而当前流行的双面动平衡方案需要设置两个平衡面，大大增加了主轴结构的复杂程度，也非常不适用于对装配后主轴的动平衡。此外随着主轴转速、冷却/润滑等工况条件的变化，主轴零部件间的接触状态改变，主轴的动平衡也必然发生改变，基于单/双面法的初始动平衡结果必然不再适合当前的工况条件，因而迫切需要开发一种便于二次动平衡的高速主轴。

发明内容

本发明针对当前高速主轴动平衡方面的不足，采用一种基于工况的主轴装配误差动态调整技术和一种基于移动的单面空间动平衡技术，提出一种结构简单、针对实际加工工况便于进行二次动平衡的高速主轴。

实现上述目的的技术方案是：一种便于实现二次动平衡的高速主轴，包括转子，壳体，安装于壳体前端的前挡油板，前轴承I和前轴承II，安装于壳体后端的后挡油板，转子的前端由前轴承I和前轴承II支承，转子的尾端有后轴承I和后轴承II支承，前密封盖安装于转子前端，安装于转子前端的前锁紧螺母实现前轴承I和前轴承II的预紧和轴向固定，安装于转子尾端的后锁紧螺母用于实现后轴承I和后轴承II的轴向固定，弹簧支架一端与后轴承I外圈相连，预紧弹簧安装于弹簧支架的环形槽内对后轴承I和后轴承II施加预紧力，预紧弹簧的一端与挡环相连，挡环轴向和径向分别与壳体和套筒相连；

所述后轴承I和后轴承II均安装于套筒内，套装在套筒上的锁紧弹簧I一端与壳体相连，锁紧弹簧I的另一端与外偏心螺柱相连，外锁紧螺柱与安装在套筒上的外偏心螺柱相连；

所述外偏心螺柱为偏心圆柱，外偏心螺柱的外圆柱面加工有螺纹；

所述壳体尾端设置有螺纹孔，外锁紧螺柱与外偏心螺柱均旋装在壳体的螺纹孔内；

所述转子为中空结构，转子尾端加工有内螺纹，锁紧弹簧II安装于转子内的阶梯孔内，锁紧弹簧II另一端与内偏心螺柱相连，内锁紧螺柱与内偏心螺柱相连；

所述内偏心螺柱为偏心圆柱，内偏心螺柱的外圆柱面加工有螺纹，偏心螺柱和内锁紧螺柱均旋装在转子内。

本发明采用基于工况的主轴装配误差动态调整技术，通过调整外偏心螺柱的偏心距来改变主轴尾支承的径向位置，从而带动转子以转子前支承为支点进行微量偏转，进而调整主轴由于装配误差导致的轴承-转子偏心，可方便地对装配后的主轴进行初次动平衡，也便于对主轴在不同工况下零部件间装配状态改变导致的动平衡误差进行二次调整，与现有的动平衡实现方案相比，本发明针对不同的加工工况引起的装配误差导致的主轴偏心进行了二次调整，针对性强，工程实用性强。