一种气浮主轴组件和机床制造技术

本发明专利技术公开了一种气浮主轴组件和机床，包括外壳体及主轴，所述外壳体套设于主轴外侧，所述外壳体内对应所述主轴的两端均安装有浮动支撑组件；所述浮动支撑组件包括设置于外壳体上的内环，以及设置于所述主轴上的外环，所述内环上沿其周向排列有多个第一电磁极，所述外环的一侧沿其周向开设有一圈与所述内环相配合的环形槽，所述内环卡入在所述环形槽内；内环与外环之间形成径向的磁性互斥力，同时结合出气孔通气时在内环与环形槽之间的气体作用力，两者相叠加，进一步提高了对主轴的承载力；第一电磁极和第二电磁极产生的互斥力大小可通过改变两者通电电流的大小而改变，从而进一步提高主轴的承受范围。一步提高主轴的承受范围。一步提高主轴的承受范围。

【技术实现步骤摘要】
一种气浮主轴组件和机床


[0001]本专利技术涉及机床领域，具体涉及一种气浮主轴组件和机床。

技术介绍

[0002]气浮主轴（又称为空气主轴）指的是用气体（通常是空气，但也有可能是其它气体）作为润滑剂的滑动轴承。空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而可用于高速机器、仪器及放射性装置中，但其负荷能力比油低。
[0003]相比滚珠支承或液压支承的主轴，大多数气浮主轴存在承载力小和刚度不足等问题，相关技术中一般是通过增大气浮轴承尺寸来增大承载力，这使得整体的生成制作相对不便，且由于气浮轴承通常只在径向上提供支撑，因此主轴的轴向承载力也相对较小，这就使得目前的气浮主轴在应用范围上有所受限。
[0004]为此，如何解决上述现有技术存在的不足，是本专利技术研究的课题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术公开了一种气浮主轴组件和机床。
[0006]为了达到以上目的，本专利技术提供如下技术方案：一种气浮主轴组件，包括外壳体及主轴，所述外壳体套设于主轴外侧，所述外壳体内对应所述主轴的两端均安装有浮动支撑组件；所述浮动支撑组件包括设置于外壳体上的内环，以及设置于所述主轴上的外环，所述内环上沿其周向排列有多个第一电磁极，所述外环的一侧沿其周向开设有一圈与所述内环相配合的环形槽，所述内环卡入在所述环形槽内，并与所述环形槽的周向间隙配合，所述内环的内侧面沿其周向开设有多个朝向所述环形槽槽底面设置的出气孔，所述外壳体上设置有与所述出气孔连通的气道，所述出气孔通气时，在所述内环的上下两侧均形成排气通道；所述环形槽的内侧面沿其周向布置有多个第二电磁极，各所述第二电磁极的磁极均与所述第一电磁极的磁极相反。
[0007]上述方案中，所述外壳体的外端还安装有一双向支撑套，所述双向支撑套包括两个对称布置的半环，两所述半环之间形成用于容纳主轴的限位空间，所述半环的内侧至少转动安装有两个用于跟所述主轴相接触配合的滚珠。
[0008]上述方案中，两所述半环之间的滚珠分别在上下和左右方向上相互错位布置。
[0009]上述方案中，所述半环的外侧朝向各所述滚珠分别开设有一通槽，各所述通槽内均滑动插入有一用于跟所述滚珠接触配合的石墨棒。
[0010]上述方案中，所述半环的外侧对应各所述石墨棒通过螺纹拧入有一顶杆，所述顶杆的内端部分伸入至所述通槽内，并通过一弹簧与所述石墨棒相连，以此推动所述石墨棒作朝向或远离所述滚珠的运动。
[0011]上述方案中，所述内环上沿其周向还布置有多个与所述第二电磁极的磁极相反的第一永磁体，多个所述第一永磁体均匀排列布置，且各所述第一永磁体均位于相邻两所述
第一电磁极之间，所述外环上布置有多个与所述第一永磁体对位配合的第二永磁体，所述第一永磁体与所述第二永磁体的磁极相反。
[0012]上述方案中，所述外壳体的内腔设置有电机定子结构，所述主轴上设置有与所述电机定子结构相配合的电机转子结构，以此形成驱动所述主轴转动的驱动结构。
[0013]上述方案中，所述外壳体的两端均与所述主轴之间形成有排气间隙，所述排气间隙连通所述排气通道。
[0014]上述方案中，所述环形槽的内壁面为一圈倾斜设置的导向斜面，所述导向斜面的外端逐渐朝向所述主轴倾斜延伸设置。
[0015]本申请还提供了一种机床，该机床可以为磨削机床。
[0016]相对于现有技术，本专利技术具有如下优点：本申请的气浮主轴组件，主要包括设置于外壳体上的内环，以及设置于所述主轴上的外环，内环与外环之间形成径向的磁性互斥力，同时结合出气孔通气时在内环与环形槽之间的气体作用力，两者相叠加，进一步提高了对主轴的承载力；第一电磁极和第二电磁极产生的互斥力大小可通过改变两者通电电流的大小而改变，调控第一电磁极和第二电磁极，并且让两者之间的作用力逐步变大，从而进一步提高主轴的承受范围；此外内环与外环之间的结构设计，使得出气孔通气时，在所述内环的上下两侧均能够形成排气通道，以带走第一电磁极和第二电磁极产生的部分热量，提高整体工作时的稳定性，同时出气孔的排出气体还能够作用在主轴的轴向上，从而进一步提高主轴轴向上的承载力。
附图说明
[0017]图1为本申请的气浮主轴组件立体图；图2为本申请的气浮主轴组件中去除外壳体的后的结构示意图；图3为浮动支撑组件中去除外环后的结构示意图；图4为浮动支撑组件的剖视图；图5为本申请实施例中支撑套的位置示意图；图6为本申请实施例中支撑套的剖视图。
[0018]附图标记列表：100外壳体、200主轴、300浮动支撑组件、301内环、302外环、311第一电磁极、312出气孔、321环形槽、322第二电磁极、400支撑套、401半环、411滚珠、412石墨棒、413顶杆。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0020]实施例：参见图1
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6，一种气浮主轴组件，它包括外壳体100及主轴200，所述外壳体100套设于主轴200外侧，所述外壳体100内对应所述主轴200的两端均安装有浮动支撑组件300；主轴200工作时可由机床驱动，其与机床的传动连接结构使用现有相关结构；本实施例中浮动支撑组件300相互镜像设置，所述浮动支撑组件300包括设置于外
壳体100上的内环301，以及设置于所述主轴200上的外环302，所述内环301上沿其周向排列有多个第一电磁极311，所述外环302的一侧沿其周向开设有一圈与所述内环301相配合的环形槽321，所述内环301卡入在所述环形槽321内，并与所述环形槽321的周向间隙配合，该间隙通常5
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10mm为宜；所述内环301的内侧面沿其周向开设有多个朝向所述环形槽321槽底面设置的出气孔312，所述外壳体100上设置有与所述出气孔312连通的气道，具体可在外壳体100上对应每一出气孔312设置一气道，也可以将各出气孔312串联起来通过同一气道供气；所述出气孔312通气时，在所述内环301的上下两侧均形成排气通道，即在内环301的内圈和外圈均有气流通过，该两个排气通道一方面可以在两侧平衡气压，另一方面可带走第一电磁极311和第二电磁极322产生的部分热量，提高整体工作时的稳定性；此外内环301与外环302之间的结构设计，使得出气孔312通气时，在所述内环301的上下两侧均能够形成排气通道，出气孔312的排出气体沿着平行于主轴200的轴向方向作用在主轴200上，以进一步提高主轴200轴向上的承载力；所述环形槽321的内侧面沿其周向布置有多个第二电磁极322，各所述第二电磁极322的磁极均与所述第一电磁极311的磁极相反；第二电磁极322和电磁极311两者使用电磁铁结构，通电后在内环301与外环302之间形成径向的磁性互斥力，同时结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气浮主轴组件，其特征在于：包括外壳体（100）及主轴（200），所述外壳体（100）套设于主轴（200）外侧，所述外壳体（100）内对应所述主轴（200）的两端均安装有浮动支撑组件（300）；所述浮动支撑组件（300）包括设置于外壳体（100）上的内环（301），以及设置于所述主轴（200）上的外环（302），所述内环（301）上沿其周向排列有多个第一电磁极（311），所述外环（302）的一侧沿其周向开设有一圈与所述内环（301）相配合的环形槽（321），所述内环（301）卡入在所述环形槽（321）内，并与所述环形槽（321）的周向间隙配合，所述内环（301）的内侧面沿其周向开设有多个朝向所述环形槽（321）槽底面设置的出气孔（312），所述外壳体（100）上设置有与所述出气孔（312）连通的气道，所述出气孔（312）通气时，在所述内环（301）的上下两侧均形成排气通道；所述环形槽（321）的内侧面沿其周向布置有多个第二电磁极（322），各所述第二电磁极（322）的磁极均与所述第一电磁极（311）的磁极相反。2.根据权利要求1所述的一种气浮主轴组件，其特征在于：所述外壳体（100）的外端还安装有一双向支撑套（400），所述双向支撑套（400）包括两个对称布置的半环（401），两所述半环（401）之间形成用于容纳主轴（200）的限位空间，所述半环（401）的内侧至少转动安装有两个用于跟所述主轴（200）相接触配合的滚珠（411）。3.根据权利要求2所述的一种气浮主轴组件，其特征在于：两所述半环（401）之间的滚珠（411）分别在上下和左右方向上相互错位布置。4.根据权利要求2或3所述的一种气浮主轴组件，其特征在于：所述半环（...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，夏康俊，陈银洋，杭艳，
申请(专利权)人：冈田精机常州有限公司，
类型：发明
国别省市：