本发明专利技术涉及机床的设备制造领域，公开了一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴装置。它包括：壳体，分别安装在壳体前、后端部内的前、后轴承，以及支撑于前、后轴承上的主轴，其特征在于，每个轴承设置有连通其内壁中部并提供外部润滑水的给水通道，轴承内壁两端分别设置有前、后环形回水槽，前、后环形回水槽通过排水通道连通，排出润滑水；所述前、后环形回水槽的外侧设置有位于轴承内壁的前、后环形密封槽，前、后环形密封槽内设置有密封圈。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机床的设备制造领域，具体涉及一种采用水润滑动静压轴承 的高速电主轴装置。
技术介绍
数控机床的高速化已成为现代制造技术中一个不可阻挡的发展潮流，高 速电主轴装置是现代高速数控机床中必不可少的核心部件，对提高加工效率 和加工精度具有举足轻重的作用。目前国内外超高速机床主轴轴系， 一般选 用的轴承有陶瓷球轴承，液体静压、动静压轴承，气浮轴承，磁悬浮轴承等。 动静压轴承用流体动力与流体静力相结合的方法使主轴在油膜支撑中回转， 兼有动压轴承和静压轴承的优点，刚度大、阻尼小、寿命长、高速性能好。 因此，采用动静压轴承的电主轴装置是高速电主轴发展的一个重要方向。目前应用的动静压轴承的电主轴装置都是采润滑油作为轴承的支撑介 质，但由于油的粘度较大，内部的摩擦力也就较大，在主轴高速转动条件下 功耗很大，因此发热量很大，温升较高，这就限制了主轴转速的提高，从而制约着动静压轴承在高转速、高刚度、大功率电主轴装置上的应用；此外， 由于电主轴采用内装电机，转子的发热很难散发出去，大部分热量直接传给 主轴，造成主轴受热膨胀，严重影响电主轴装置的加工精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴装置，在主轴高速转动下，其内部摩擦力小，发热量小，温升低，而且支撑刚度高、 冷却效果好。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。 一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴装置，包括壳体，分别安装 在壳体前、后端部内的前、后轴承，以及支撑于前、后轴承上的主轴，其特 征在于，每个轴承设置有连通其内壁中部并提供外部润滑水的给水通道，轴 承内壁两端分别设置有前、后环形回水槽，前、后环形回水槽通过排水通道 连通，排出润滑水；所述前、后环形回水槽的外侧设置有位于轴承内壁的前、 后环形密封槽，前、后环形密封槽内设置有密封圈。 本专利技术的进一步改进和特点在于-(1) 、所述后轴承的后端设置有推力轴承，推力轴承过盈配合于主轴上， 推力轴承的后端设置有固定于壳体上的后轴承盖，所述后轴承、推力轴承、 后轴承盖之间依次设有轴向间隙，轴向间隙内充满有润滑水；对应于后轴承 的后环形密封槽设置在后轴承盖的内壁。(2) 、所述前轴承的前、后环形密封槽的外侧设置有分别位于前轴承内壁 的前端和后端的环形气压密封槽，所述后轴承的前环形密封槽的前端也设置 有位于后轴承内壁的环形气压密封槽，所述环形气压密封槽设置有连通外部 的给气通道；所述主轴中间的腔体内部设置有连通外部的排气通道。上述技术方案的进一步改进在于，所述前轴承的前端部和后端部分别设置 有环形气压均匀腔，所述前轴承的前端部也设置有环形气压均匀腔，所述环 形气压均匀腔连通外部的给气通道，所述环形气压密封槽周向均匀分布有连 通环形气压均匀腔的通孔。(3)、所述密封圈为梳齿密封圈或柔性密封圈。与传统技术相比，本专利技术具有突出的优点和显著的效果。动静压轴承的 流体介质采用水润滑，在高速转动下，不仅使轴承功耗大大降低，而且抑制 了温升；后轴承前端以及前轴承两端均设有气压密封槽，有效阻止了润滑水 进入到电主轴装置内部，避免电机的定子和转子的短路和腐蚀，延长了电主 轴装置的使用寿命；气压密封开启后，另一部分压力气体会进入电主轴装置 内部，通过电机定子与转子之间的间隙，经排气通道流出，可以带走电机转 子产生的大量的热量，降低主轴的温升，从而减小主轴因热变形造成的加工 误差，提高加工精度。附图说明图1为本专利技术的一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴装置的水平方 向纵剖结构示意图；图2为图1的垂直方向纵剖结构示意图；图中1、壳体；2、冷却水套；3、定子；4、转子；5、柔性密封圈； 6、后轴承；7、调整环；8、后轴承盖；9、后端盖；10、推力轴承；11、前 轴承；12、前轴承座；13、主轴；14、主轴中间的内部空腔的后端排气腔； 15、后轴承的给气通道；16、前轴承的给气通道；17、前轴承的前环形回水槽；18、前轴承的后环形回水槽；19、后轴承的前环形回水槽；20、后轴 承的中间环形回水槽；21、后轴承的后环形回水槽；22、后轴承的前环形气 压均匀腔；23、前轴承的后环形气压均匀腔；24、前轴承的前环形气压均匀 腔；25、后轴承的前环形气压密封槽；26、前轴承的后环形气压密封槽；27、 前轴承的前环形气压密封槽；28、后轴承的前环形密封槽；29、前轴承的后环形密封槽；30、给水通道；31、排水通道；32、给气总通道；33、排气 总通道；34、前轴承的前环形密封槽；35、后轴承盖的后环形密封槽。具体实施方式参照图l、图2，为本专利技术的一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴装 置，主要包括壳体l、冷却水套2、定子3、转子4、主轴13、前轴承ll、 后轴承6、前轴承座12。前轴承11过盈配合安装于前轴承座12上，并通过前轴承11的外圆面和 凸缘定位；前轴承座12过盈配合安装在壳体1的前端内，并通过前轴承座12 的外圆面与凸缘定位；后轴承6直接过盈配合安装在壳体1的后端内，并通 过后轴承6的外圆面和凸缘定位。主轴13两端分别被支撑于前轴承11和后轴承6中，电机的定子3过盈 装配于冷却水套2上，冷却水套2过盈装配于壳体1内，电机的转子4过盈 安装在主轴13中部，与定子3相对应。后轴承6后端安装推力轴承10，推力轴承10过盈装配固定于主轴13上， 推力轴承10的周向设置有调整环7，调整环7后端叠压后轴承盖8，后轴承 盖8、调整环7通过螺栓固定于壳体1上。推力轴承10前端与后轴承6之间 设有前端间隙，推力轴承10后端与后轴承盖8之间设有后端间隙，前端间隙 与后端间隙内充满有润滑水。后端盖9通过位于壳体1上的凸缘定位安装于 壳体1的后端，后端盖9上设有给水通道30、排水通道31、给气总通道32 以及排气总通道33。前轴承的前、后环形密封槽34、 29的外侧设置有分别位于前轴承内壁的 前端和后端的前、后环形气压密封槽27、 26，前轴承的前端部和后端部分别设置有前、后环形气压均匀腔24、 23，该前、后环形气压密封槽34、 29的周 向均匀分布有连通相应前、后环形气压均匀腔24、 23的通孔，并且前、后环 形气压均匀腔24、 23连通外部的给气通道。后轴承的前环形密封槽28的前端也设置有位于后轴承内壁的前环形气压 密封槽25，后轴承的前端部也设置有前环形气压均匀腔22，前环形气压密封 槽25设置有连通外部的给气通道。考虑到节约成本和降低装置的复杂度，对 应于后轴承的后环形密封槽设置在后轴承盖8的径向内壁，即后轴承盖8的 后环形密封槽35，其密封圈为三梳齿密封圈，而没有设置相应的后环形气压 密封槽以及后环形气压均匀腔和气道。当然，也可以设置上述气体密封部分， 这些均未脱离本专利技术的构思，应在本专利技术的保护范围之内。加压的润滑水通过给水通道30分别进入前轴承11和后轴承6的水道内。 到达前轴承11的润滑水经过前轴承11与主轴13之间的间隙流向前轴承的后 环形回水槽18和前环形回水槽19，然后经排水通道31流出形成润滑水回路。 到达后轴承6的润滑水又分为两路， 一路经后轴承6、调整环7和后轴承盖8 到达推力轴承10与后轴承盖8之间的间隙，然后由后轴承的中间环形回水槽 20和后轴承的后环形回水槽21进入排水通道31后流出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴装置，包括：壳体，分别安装在壳体前、后端部内的前、后轴承，以及支撑于前、后轴承上的主轴，其特征在于，每个轴承设置有连通其内壁中部并提供外部润滑水的给水通道，轴承内壁两端分别设置有前、后环形回水槽，前、后环形回水槽通过排水通道连通，排出润滑水；所述前、后环形回水槽的外侧设置有位于轴承内壁的前、后环形密封槽，前、后环形密封槽内设置有密封圈。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵万华，徐华，张永领，马石磊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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