本发明专利技术公开了一种精密型动静压陶瓷主轴装置，主轴前端安装有径向-双向止推前轴承，主轴后端安装有径向后轴承；径向-双向止推前轴承包括外部依次装配有前陶瓷右轴套、止推陶瓷轴套、前陶瓷左轴套和前轴套端盖的前主轴衬套，止推陶瓷轴套外部装配有止推轴套衬套，机座上安装有径向陶瓷轴瓦、止推陶瓷左轴瓦、止推陶瓷右轴瓦、前轴瓦衬套和前轴瓦端盖；径向后轴承包括装配有后陶瓷轴套和后轴套端盖的后主轴衬套，机座上安装有后轴瓦端盖、后陶瓷轴瓦和后轴瓦衬套。本发明专利技术能够保护陶瓷件边缘，提高其抗冲击性；提高径向-止推联合轴承的强度；提高陶瓷件的可加工性，提高成品率；提高主轴密封性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种机械装配部件，具体的说，是涉及一种动静压主轴装置。
技术介绍
数控机床正朝着超高速超精密方向发展，机床主轴作为数控机床的核心部件决定了机床的性能水平。现行的高速主轴轴承技术中，滚动轴承较大的振动与噪声、磁力轴承过于复杂的控制系统以及气体轴承较低的承载能力限制了其进一步发展。液体动静压支承方式因其优良的高速性能、高减振性、高回转精度、高刚度、小阻尼和长寿命等优点，被广泛应用于高速精密机床领域。传统液体动静压主轴的主要问题是润滑油温升引起主轴精度误差过大、摩擦副磨损造成主轴寿命低等。传统动静压主轴为油润滑，主轴高速运转时油温过高，一方面油的粘度降低影响主轴承载刚度，另一方面引起主轴高温变形，均会影响主轴精度和运转稳定性。另外传统主轴的摩擦副材料均为金属，耐磨性、高温强度、耐腐蚀性等性能均不理想。为解决上述问题，出现了 “水基液润滑的动静压陶瓷滑动轴承主轴”(见《机械设计》2011年1月第观卷第1期四页-32页)，该主轴的润滑液为水基润滑液，其主要成分为水，由于水的比热容比油大，所以能够改善主轴温升问题，同时该主轴的摩擦副材料为陶瓷，陶瓷具有高耐磨、热膨胀系数小等特点，能够改善主轴的磨损和热变形等问题。但是，“水基液润滑的动静压陶瓷滑动轴承主轴”还存在以下缺陷一是陶瓷件边缘易碎由于陶瓷材料脆性大，抗冲击能力差，径向陶瓷轴套、径向陶瓷轴瓦、联合陶瓷轴瓦、联合陶瓷轴套等陶瓷件的轴向两端边缘受力时易碎；二是陶瓷件形状突变处易断裂 联合陶瓷轴瓦和联合陶瓷轴套均为径向-止推联合功能件，它们的径向摩擦副和止推摩擦副过度区域形状急剧突变，过渡区域受力易断裂；三是陶瓷件加工困难废品率高径向陶瓷轴瓦、联合陶瓷轴瓦、止推陶瓷轴套等陶瓷件上设置有泄液环状槽和泄液孔，由于陶瓷件难加工，在加工上述泄液环状槽和泄液孔等复杂形状时废品率高；四是润滑液泄漏严重 在径向陶瓷轴瓦、联合陶瓷轴瓦、止推陶瓷轴套的每个液腔的两侧各有一圈泄液环状凹槽， 润滑液不能完全通过泄液环状凹槽流出，而是通过摩擦副中间的缝隙泄漏到电机转子上或外壳上。
技术实现思路
本专利技术要解决的是现有动静压陶瓷主轴装置存在的陶瓷件边缘易碎、陶瓷件形状突变处易断裂、陶瓷件加工困难废品率高和润滑液泄漏严重等问题，提供一种精密型动静压主轴陶瓷装置，能够保护陶瓷件边缘，提高其抗冲击性；提高径向-止推联合轴承的强度；提高陶瓷件的可加工性，提高成品率；提高主轴密封性。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现一种精密型动静压陶瓷主轴装置，包括主轴和机座，所述主轴前部安装有径向-双向止推前轴承，所述主轴后部安装有径向后轴承；所述径向-双向止推前轴承包括右端设置有凸缘，左端设置有外螺纹的金属制前主轴衬套，所述前主轴衬套的右端面与所述主轴的左轴肩紧密贴合，所述前主轴衬套外部从右向左依次装配有前陶瓷右轴套、止推陶瓷轴套和前陶瓷左轴套，所述止推陶瓷轴套外部装配有金属制止推轴套衬套，所述前主轴衬套的左端面装配有设置有内螺纹的前轴套端盖；所述机座以其左端面为基准安装有前轴瓦衬套，所述前轴瓦衬套设置有径向内孔和止推内孔，所述径向内孔侧壁设置有径向进液环状凹槽，所述径向进液环状凹槽顶端连接有一个延伸到前轴瓦衬套外部并与机座内供液孔相通的径向进液孔，所述前轴瓦衬套右端设置有泄液结构，所述止推内孔端面设置有顶端连接止推竖进液孔的止推进液环状凹槽，止推进液环状凹槽通过止推竖进液孔和止推横进液孔与机座内供液孔相通，所述径向内孔靠近止推内孔一端侧壁设置有底端设有第四泄液孔的第四泄液环状凹槽，所述第四泄液孔通过横向泄液孔与机座内排液孔相通；所述前轴瓦衬套的径向内孔内以其右端面为基准固定有前径向陶瓷轴瓦，所述前径向陶瓷轴瓦外部对应于所述径向进液环状凹槽设置有进液环状凹槽，所述进液环状凹槽底部设置有周向均布的进液孔，所述陶瓷轴瓦内壁对应于所述进液孔位置设置有液腔，所述进液孔和所述液腔之间设置有节流器；所述前轴瓦衬套的止推内孔内固定有止推陶瓷右轴瓦，所述止推陶瓷右轴瓦一端面对应于所述止推进液环状凹槽位置设置有进液环状凹槽，所述进液环状凹槽底部设置有周向均布的进液孔，所述止推陶瓷右轴瓦另一端面对应于进液孔位置设置有液腔，所述进液孔和所述液腔之间设置有节流器；所述前轴瓦衬套通过螺栓连接有设置于所述主轴前端的前轴瓦端盖，所述前轴瓦端盖设置有用于固定安装止推陶瓷左轴瓦的止推内孔，所述止推陶瓷左轴瓦的形状和位置与所述止推陶瓷右轴瓦对称，所述止推内孔端面设置有与止推陶瓷左轴瓦的进液环状凹槽相对应的止推进液环状凹槽，所述止推进液环状凹槽顶端设置有与所述止推横进液孔连接的止推进液孔，所述前轴瓦端盖靠近所述主轴前端设置有泄液结构，该泄液结构通过横向泄液孔和前轴瓦衬套的对应通孔连通到所述机座内排液孔，所述前轴瓦端盖上在所述止推轴套衬套外侧位置设置有连接止推泄液孔的止推泄液环状凹槽；其中所述前陶瓷左轴套、止推陶瓷轴套和前陶瓷右轴套、前径向陶瓷轴瓦、止推陶瓷右轴瓦、止推陶瓷左轴瓦的非摩擦副表面由金属制前轴套端盖、止推轴套衬套、前主轴衬套、前轴瓦衬套、前轴瓦端盖进行包容；所述径向后轴承包括左端面紧靠所述主轴右轴肩且其右端设置有内螺纹的后轴套端盖，后轴套端盖与左端设置有外螺纹、右端设置有凸缘的后主轴衬套连接，所述后主轴衬套上装配有右端紧靠所述凸缘的后陶瓷轴套；所述后轴套端盖外部以左端面齐平为基准设置有安装在机座上的后轴瓦衬套，所述后轴瓦衬套的径向内孔侧壁设置有径向进液环状凹槽，所述径向进液环状凹槽顶端连接有一个延伸到所述后轴瓦衬套外部并与机座内供液孔相通的径向进液孔，所述后轴瓦衬套左端设置有泄液结构，所述后轴瓦衬套的凸台端面设置有两个一端与机座内泄液孔相通的横向泄液孔；所述后轴瓦衬套的径向内孔以其左端面为定位基准内装配有后陶瓷轴瓦，所述后陶瓷轴瓦外部对应于所述径向进液环状凹槽设置有底部设置有周向均布的进液孔的进液环状凹槽，所述后陶瓷轴瓦内壁对应于所述进液孔位置设置有液腔，所述进液孔和液腔之间设置有节流器；所述后轴瓦衬套右端装配有设置泄液结构的后轴瓦端盖，该泄液结构通过横向泄液孔和横向泄液孔的对应通孔连通到机座内排液孔；其中所述后陶瓷轴套、后陶瓷轴瓦的非摩擦副表面由金属制后轴套端盖、后主轴衬套、零件后轴瓦端盖、后轴瓦衬套分别进行包容。所述前轴瓦衬套、前轴瓦端盖、后轴瓦衬套和后轴瓦端盖的泄液结构为三级泄液结构，由内而外依次包括第一泄液环状凹槽和设置在其底端的第一泄液孔、第二泄液环状凹槽和设置在其底端的第二泄液孔、第三泄液环状凹槽和设置在其底端的第三泄液孔。所述前径向陶瓷轴瓦、止推陶瓷右轴瓦、止推陶瓷左轴瓦和后陶瓷轴瓦的液腔可以是深液腔、浅液腔、楔面液腔、缝隙式液腔或小孔式液腔。所述前径向陶瓷轴瓦、止推陶瓷右轴瓦、止推陶瓷左轴瓦和后陶瓷轴瓦的节流器可以是毛细管节流器、小孔式节流器、隙缝式节流器或多孔质节流器。所述前径向陶瓷轴瓦、止推陶瓷右轴瓦、止推陶瓷左轴瓦和后陶瓷轴瓦中的进液孔为3个 8个。本专利技术的有益效果是本专利技术的精密型动静压陶瓷主轴装置，能够改善油润滑主轴高速下温升过高、水润滑主轴承载能力小的问题，提高轴承-主轴摩擦副的耐磨性、耐化学腐蚀性和抗热膨胀性，能够提高主轴转速、承载能力、运行寿命、运转稳定性、运转精度。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种精密型动静压陶瓷主轴装置，包括主轴（１）和机座（１６），其特征在于，所述主轴（１）前部安装有径向－双向止推前轴承，所述主轴（１）后部安装有径向后轴承；所述径向－双向止推前轴承包括右端设置有凸缘（７－２），左端设置有外螺纹（７－１）的金属制前主轴衬套（７），所述前主轴衬套（７）的右端面与所述主轴（１）的左轴肩紧密贴合，所述前主轴衬套（７）外部从右向左依次装配有前陶瓷右轴套（６）、止推陶瓷轴套（４）和前陶瓷左轴套（３），所述止推陶瓷轴套（４）外部装配有金属制止推轴套衬套（５），所述前主轴衬套（７）的左端面装配有设置有内螺纹（２－１）的前轴套端盖（２）；所述机座（１６）以其左端面为基准安装有前轴瓦衬套（１７），所述前轴瓦衬套（１７）设置有径向内孔（１７－１３）和止推内孔（１７－１１），所述径向内孔（１７－１３）侧壁设置有径向进液环状凹槽（１７－４），所述径向进液环状凹槽（１７－４）顶端连接有一个延伸到前轴瓦衬套（１７）外部并与机座（１６）内供液孔相通的径向进液孔（１７－３），所述前轴瓦衬套（１７）右端设置有泄液结构，所述止推内孔（１７－１１）端面设置有顶端连接止推竖进液孔（１７－１５）的止推进液环状凹槽（１７－１４），止推进液环状凹槽（１７－１４）通过止推竖进液孔（１７－１５）和止推横进液孔（１７－２）与机座（１６）内供液孔相通，所述径向内孔（１７－１３）靠近止推内孔（１７－１１）一端侧壁设置有底端设有第四泄液孔（１７－１０）的第四泄液环状凹槽（１７－１２），所述第四泄液孔（１７－１０）通过横向泄液孔（１７－９）与机座（１６）内排液孔相通；所述前轴瓦衬套（１７）的径向内孔（１７－１３）内以其右端面为基准固定有前径向陶瓷轴瓦（１８），所述前径向陶瓷轴瓦（１８）外部对应于所述径向进液环状凹槽（１７－４）设置有进液环状凹槽（１８－１），所述进液环状凹槽（１８－１）底部设置有周向均布的进液孔（１８－３），所述陶瓷轴瓦（１８）内壁对应于所述进液孔（１８－３）位置设置有液腔（１８－２），所述进液孔（１８－３）和所述液腔（１８－２）之间设置有节流器（１８－４）；所述前轴瓦衬套（１７）的止推内孔（１７－１１）内固定有止推陶瓷右轴瓦（１９），所述止推陶瓷右轴瓦（１９）一端面对应于所述止推进液环状凹槽（１７－１４）位置设置有进液环状凹槽（１９－２），所述进液环状凹槽（１９－２）底部设置有周向均布的进液孔（１９－３），所述止推陶瓷右轴瓦（１９）另一端面对应于进液孔（１９－３）位置设置有液腔（１９－１），所述进液孔（１９－３）和所述液腔（１９－１）之间设置有节流器（１９－４）；所述前轴瓦衬套（１７）通过螺栓连接有设置于所述主轴（１）前端的前轴瓦端盖（２１），所述前轴瓦端盖（２１）设置有用于固定安装止推陶瓷左轴瓦（２０）的止推内孔（２１－１０），所述止推陶瓷左轴瓦（２０）的形状和位置与所述止推陶瓷右轴瓦（１９）对称，所述止推内孔（２１－１０）端面设置有与止推陶瓷左轴瓦（２０）的进液环状凹槽相对应的止推进液环状凹槽（２１－９），所述止推进液环状凹槽（２１－９）顶端设置有与所述止推横进液孔（１７－２）连接的止推进液孔（２１－１），所述前轴瓦端盖（２１）靠近所述主轴（１）前端设置有泄液结构，该泄液结构通过横向泄液孔（２１－７）和前轴瓦衬套（１７）的对应通孔连通到所述机座（１６）内排液孔，所述前轴瓦端盖（２１）上在所述止推轴套衬套（５）外侧位置设置有连接止推泄液孔（２１－８）的止推泄液环状凹槽（２１－１２）；其中所述前陶瓷左轴套（３）、止推陶瓷轴套（４）和前陶瓷右轴套（６）、前径向陶瓷轴瓦（１８）、止推陶瓷右轴瓦（１９）、止推陶瓷左轴瓦（２０）的非摩擦副表面由金属制前轴套端盖（２）、止推轴套衬套（５）、前主轴衬套（７）、前轴瓦衬套（１７）、前轴瓦端盖（２１）进行包容；所述径向后轴承包括左端面紧靠所述主轴（１）右轴肩且其右端设置有内螺纹（９－１）的后轴套端盖（９），后轴套端盖（９）与左端设置有外螺纹（１１－１）、右端设置有凸缘（１１－２）的后主轴衬套（１１）连接，所述后主轴衬套（１１）上装配有右端紧靠所述凸缘（１１－２）的后陶瓷轴套（１０）；所述后轴套端盖（９）外部以左端面齐平为基准设置有安装在机座（１６）上的后轴瓦衬套（１４），所述后轴瓦衬套（１４）的径向内孔（１４－１２）侧壁设置有径向进液环状凹槽（１４－８），所述径向进液环状凹槽（１４－８）顶端连接有一个延伸到所述后轴瓦衬套（１４）外部并与机座（１６）内供液孔相通的径向进液孔（１４－７），所述后轴瓦衬套（１４）左端设置有泄液结构，所述后轴瓦衬套１４的凸台端面设置有两个一端与机座（１６）内泄液孔相通的横向泄液孔（１４－９）；所述后轴瓦衬套（１４）的径向内孔（１４－１２）以其左端面为定位基准内装配有后陶瓷轴瓦...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林彬，刘峰，闫帅，刘文龙，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。