[發明專利]高速浮動軸承、特別是用于支承機床的主軸

無效

• 申請號: 200680007143.9
• 申請日: 2006-02-24
• 公開（公告）號: CN101133255A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: W·阿爾貝特
• 申請（專利權）人: 謝夫勒兩合公司
• 主分類號: F16C19/08
• 分類號: F16C19/08;F16C27/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 張兆東

技術領域

本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分的高速浮動軸承，其可以特別有利地用于支承機床主軸或者用于支承其它快速旋轉的機器構件。

背景技術

對于滾動軸承技術領域的技術人員而言通常已知，為了引導和支承旋轉的機器構件需要至少兩個彼此按照規定間距設置的軸承。如果軸的支承通常在兩個徑向軸承中實現，那么出現了這樣的問題，即各軸承座在軸上和在殼體內的間距僅僅在制造誤差的范圍內相一致。此外軸在工作條件下通常比殼體發熱劇烈，從而也必須補償在軸承位置軸的由于溫度引起的長度差。長久以來有效補償這種制造誤差和長度差的可能性是，將軸僅僅在固定軸承中在軸向方向上引導，而在其它的軸承位置通過一個浮動軸承將在內圈的配合面或在外環的配合面上的各間距或在軸承中的間距自身通過各軸承圈的相互移動補償。根據所需要的軸的軸向引導精度，作為這種軸支承的固定軸承主要是深溝球軸承、自動調心滾子軸承或圓錐滾子軸承或甚至雙列的或兩個單列的角接觸球軸承證明是特別合適的，而浮動軸承在最簡單的情況下通過圓柱滾柱軸承或滾針軸承實現，因為在這些軸承類型中滾動體凸緣可以在相應的無邊緣的軸承圈或軸的滾道上移動。

首先在應用圓柱滾柱軸承或滾針軸承作為一個水冷卻的機床主軸的浮動軸承時，然而證明不利的是，軸承大多具有高的徑向剛度，這使得在內外圈之間或者在軸和主軸殼體之間的溫度差異時由于不同的熱膨脹在軸承中出現可覺察的增加的徑向夾緊。由于溫度引起的徑向夾緊從而總是不斷增加的、在軸承圈和滾動體之間的摩擦可以如此強烈，使得由于所產生的摩擦熱量可靠的軸承工作溫度被超過并且所需要的在滾動體和軸承圈之間的潤滑油膜被局部撕裂，直至潤滑劑部分燃燒并且過早損壞軸承。已知的用于避免這種軸承故障的可能性在于，相應地預先調節軸承的徑向間隙，然而這種通過內軸承圈在機床主軸上的昂貴的錐體配合實現的徑向間隙調整非常費時并且此外需要昂貴的包絡圓測量設備。

在EP926368A2中公開的單列滾珠軸承描述了在支承機床主軸時其它的用于實現浮動軸承的可能性，其中內軸承圈構成有一個溜槽形狀的滾珠滾道并且在各軸承圈之間設置的軸承滾珠由陶瓷制成。通過構成具有規定的徑向間隙的軸承在此應當可以實現，軸承不僅在軸上和在殼體內具有足夠的配合并且具有有利的工作間隙，而浮動軸承功能通過內軸承圈在其平面的滾動面區域內的軸向移動可能性得以確保。

這種形式構成的滾珠軸承雖然通過其規定的徑向間隙克服軸承圈的由于運行引起的徑向熱膨脹，但是它具有這樣的缺點，即它僅僅具有低的承載性并且因此在所謂的撞擊事故中，其中軸承突然承受非常高的點狀負載，容易導致材料損壞以及最后導致徹底故障。在實際中已經證明，即使軸承的規定的徑向間隙仍然不足以在從內軸承圈向外軸承圈較大的熱量降時避免軸承的過載，從而利用這種軸承即使在兩列的構造中也不可能在軸承的任何工作狀態下確保有規律的精確的徑向的主軸引導。

發明內容

從所述的已知的現有技術的方案的缺點出發，本發明的目的在于構造一種高速浮動軸承，特別用于支承機床的主軸，利用該高速浮動軸承除了該功能外，即補償主軸的由溫度引起相對于其固定軸承的長度差，也可能避免由于軸承圈的由工作引起的徑向熱膨脹引起的軸承過載以及在軸承的任何工作狀態或運行狀態下確保均勻精確的徑向的主軸引導。

根據本發明上述目的在根據權利要求1的前序部分的高速浮動軸承中實現，即高速浮動軸承構成為自動補償軸承圈的在工作中引起的徑向熱膨脹的滾珠浮動軸承，該滾珠浮動軸承構成有多個彼此并排設置的滾珠列，在高速浮動軸承的冷狀態下其軸承圈由于內軸承圈上的、用于滾動體的滾動面的凸形構造僅經由一個滾珠列彼此處于支承接觸，其中隨著兩個軸承圈的熱膨脹和離心力擴張的增加，通過一個或兩個軸承圈的徑向彈性的柔性的構造，其它的滾珠列依次與兩個軸承圈進入這種類型的接觸位置，使得軸承圈在高速浮動軸承的工作溫度時經由所有的滾珠列彼此處于支承接觸。