[實用新型]大功率氣靜壓軸承電主軸的結構設計

無效

• 申請號: 00258805.6
• 申請日: 2000-09-28
• 公開（公告）號: CN2456887Y
• 公開（公告）日: 2001-10-31
• 發明（設計）人: 陳世鈺
• 申請（專利權）人: 陳世鈺
• 主分類號: B24B41/04
• 分類號: B24B41/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、所屬的技術領域：本項目屬機械領域內的磨具技術

二、技術背景：目前國內在軸承、工具……等行業中普通使用的高速內園磨具-高頻電主軸，其主軸的支承元件都是采用滾珠軸承，(采用變頻電機驅動)。高速運轉時，滾珠軸承磨損快，精度壽命和使用壽命短(一般三個月左右就需更換軸承)，而且振動和噪音大，采用油霧潤滑時，還會污染環境，影響人體健康。

本人研制的氣靜壓軸承高頻電主軸，具有回轉精度高，主軸與軸承之間沒有接觸、沒有磨損、精度壽命與使用壽命長，振動與噪音小，對環境沒有污染，其性能顯著優于采用滾珠軸承作主軸支承的高頻電主軸。該項研究成果于1995年6月29日申請實用新型專利，1996年3月13日獲中華人民共和國專利局授予專利權，專利號為Z1952142554。

但是由于現有的氣靜壓軸承高頻電主軸的輸出功率小(僅為1馬力)，其空氣靜壓軸承的承載能力和剛度較低，未能滿足高效磨制的要求。未能普及應用。

我國機械行業已將磨具技術列為急待解決的關鍵技術問題之一。(1)

三、本實用新型的目的：

本實用新型的目的是提供一種大功率^*氣靜壓軸承電主軸的結構設計，解決上述兩類磨具存在的技術問題，提供一種可供高速、精密、高效生產的新型氣靜壓軸承電主軸。

四、技術方案：

本實用新型所采用的技術方案是：

1、采用空氣靜壓軸承作主軸的支承元件。

2、支承主軸的空氣軸承采用“全支承”結構，即在主軸軸頸的全長均以空氣靜壓軸承支承。

3、采用大功率^*變頻電機驅動，一般為5瓩左右。

4、變頻電機安裝在主軸的后端。

上述的技術方案如圖1所示，圖1是大功率^*氣靜壓軸承電主軸示意圖

圖面說明：

件01是前蓋，用以阻擋磨削時所產生之鐵屑、磨粒及冷卻液進入體殼內部，件02是止推軸承，其右端面有一排按環形均布的8個節流小孔，壓縮空氣經過這些節流小孔流出，在該止推軸承的右端面與主軸軸頸左端面之間形成一層壓力氣膜，阻擋主軸往左移動，該件起一個止推軸承的作用：件03是定位板，該板的厚度比主軸軸肩厚，籍此使主軸軸肩兩端形成軸向間隙，通氣后使軸肩兩側形成氣膜：件04是軸承，該軸承沿長度方向有8排節流小孔，每排按園周均布又各有8個節流小孔，工作時壓縮空氣通過軸承上的一條縱向槽流入8排節流小孔，然后流至軸承內表面與主軸軸頸表面之間所形成的間隙，形成一層壓力氣膜，使主軸獲得徑向支承；另外在本軸承的左端面有一排8個按環形均布的與上述件02止推軸承相對應的節流小孔，壓縮空氣經這些節流小孔流至本軸承左端面與主軸軸肩右端面之間的間隙內，形成一層壓力氣膜起止推軸承作用。件05是體殼，如圖所示件03定位板，件04軸承，件07電機定子，件08水套，件01前蓋，及件10后蓋安裝在本體殼上，通過體殼及后蓋上的各接頭，使外部供給的壓縮空氣，冷卻水及電源與體殼內的氣路，水路和電路連接，件06是主軸，該主軸的軸頸全長均有空氣靜壓軸承支承(又稱全支承)相當于多個空氣軸承的支承，使軸系能獲得更大的承載能力和剛度，主軸的右端安裝變頻電機的轉子，主軸前端有一錐孔用以安裝磨桿；件07是變頻電機定子；件08是水套，此件之外園與體殼上的內腔形成一個空腔，循環水流經此腔冷卻變頻電機的定子；件09是變頻電機轉子；件10是后蓋：件11是氣管接頭：件12是電器接頭；件13、14是水管接頭。

五、本實用新型的優點

本實用新型與現有的滾珠軸承高頻電主軸比較，由于主軸的支承元件以空氣靜壓軸承代替了后者的滾珠軸承，所以具有顯著的優點如下：

1、回轉精度高——超精密級回轉精度是空氣靜壓軸承的最大特征，這是無可置疑的，高速空氣靜壓軸系可以達到十分之幾微米的回轉精度，這是傳統的滾珠軸承高頻電主軸難以達到的。

2、精度壽命和使用壽命長——因軸承和主軸之間被壓力氣膜所隔離，彼此沒有接觸，沒有磨損，因此精度不會降低，如果使用得當，使用壽命可半永久性。

3、不污染環境——環保是產品的重要技術指標，對滾珠軸承高頻電主軸進行潤滑的油霧排放在工作環境周圍，會影響人體健康，本項目不需油霧潤滑，不會污染環境。

4、節能——空氣軸承的摩擦系數比滾珠軸承小3～4個數量級，因此能減小磨擦功率的損耗，節省電能。