[實(shí)用新型]一種水懸浮軸承

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920064411.1
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN201412451Y
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林厚波;吳杰;魯祖榮;余軍;康貴利
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南普來得機(jī)械技術(shù)有限公司
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 株洲市奇美專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張繼綱

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)的各種精密機(jī)床和檢測設(shè)備的一種軸承。

背景技術(shù)

軸承作為各類機(jī)電產(chǎn)品配套與維修的重要機(jī)械基礎(chǔ)件，具有摩擦力小、易于啟動、升速迅速、結(jié)構(gòu)緊湊、“三化”(標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化)水平高、適應(yīng)現(xiàn)代各種機(jī)械要求的工作性能和使用壽命長以及維修保養(yǎng)簡便等特點(diǎn)，其性能、水平和質(zhì)量對主機(jī)的精度和性能有著直接的影響，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。

1772年，英國的C.瓦洛設(shè)計(jì)制造球軸承，并裝在郵車上試用。1794年，英國的P.沃思取得球軸承的專利。19世紀(jì)中葉，歐洲隨著軸承材料、潤滑劑和機(jī)械制造工藝方面的進(jìn)步，開始有了比較完善的滑動軸承。1881年，德國的H.R.赫茲發(fā)表關(guān)于球軸承接觸應(yīng)力的論文。在赫茲成就的基礎(chǔ)上，德國的R.施特里貝克、瑞典的A.帕姆格倫等人又進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，對發(fā)展?jié)L動軸承的設(shè)計(jì)理論和疲勞壽命計(jì)算作出了貢獻(xiàn)。1883年，俄國的N.P.彼得羅夫應(yīng)用牛頓粘性定律計(jì)算軸承摩擦，同年英國的B.托爾在測定車輛軸承的摩擦系數(shù)時發(fā)現(xiàn)核潛艇用軸承中有油膜壓力存在，并測出油膜壓力分布曲線。1886年，英國的雷諾對托爾的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析，導(dǎo)出了雷諾方程，從此奠定了流體動壓潤滑理論的基礎(chǔ)。20世紀(jì)60年代后，彈性流體動壓潤滑理論逐漸成熟，按這一理論設(shè)計(jì)滾動軸承使壽命大為增加。

軸承的種類很多，按其所能承受的載荷方向可分為：①徑向軸承，又稱向心軸承，承受徑向載荷。②止推軸承，又稱推力軸承，承受軸向載荷。③徑向止推軸承，又稱向心推力軸承，同時承受徑向載荷和軸向載荷。按軸承工作的摩擦性質(zhì)不同可分為滑動摩擦軸承(簡稱滑動軸承)和滾動摩擦軸承(簡稱滾動軸承)兩大類。

傳統(tǒng)的滾動體軸承可以達(dá)到高轉(zhuǎn)速的要求，但主軸單元的精度很難達(dá)到高精度的要求，而且會隨著使用的增長導(dǎo)致滾動體的摩損而使主軸精度下降，不能滿足高速磨床的使用要求，目前國內(nèi)的磨床主軸系統(tǒng)一般不采用滾動軸承這種形式。

傳統(tǒng)的靜壓軸承已經(jīng)普遍應(yīng)用在磨床等精密機(jī)床的主軸上，對于一般轉(zhuǎn)速和精密的要求也能夠滿足使用，但靜壓軸承由液壓站提供的具有一定壓力的主軸油使軸承處于工作狀態(tài)下，主軸油具有一定的粘度，在受壓力狀態(tài)下工作時發(fā)熱嚴(yán)重，使得主軸的工作轉(zhuǎn)速受到了很大的限制，不能滿足磨床高速和高精度的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是提供一種采用水濟(jì)作為懸浮軸承的介質(zhì)，它能有效減少懸浮軸承液態(tài)膜的阻力，又加上水濟(jì)的散熱效果好，可以有效解決超高速懸浮軸承和普通懸浮軸承的散熱問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下途徑實(shí)現(xiàn)的，水懸浮軸承由水質(zhì)液壓站1和懸浮軸承單元兩部分構(gòu)成，其中，懸浮軸承單元采用水作為懸浮介質(zhì)，懸浮軸承單元含主軸2、軸承套3、軸承外套4，其中，主軸2與軸承套3之間圍成水介質(zhì)壓力腔7，且軸承外套4上設(shè)有壓力水進(jìn)口8，軸承套3上設(shè)有與壓力水進(jìn)口8相通的水介質(zhì)通道9，軸承套3的內(nèi)側(cè)設(shè)有至少三組對中分布的水介質(zhì)壓力深腔12和水介質(zhì)壓力淺腔13，此外，軸承套3上的每組水介質(zhì)壓力深腔12上還設(shè)有進(jìn)水節(jié)流小孔14。

本實(shí)用新型由于采用水濟(jì)作為懸浮軸承的介質(zhì)，它能有效減少懸浮軸承液態(tài)膜的阻力，又加上水濟(jì)的散熱效果好，可以有效解決超高速懸浮軸承和普通懸浮軸承的散熱問題。以主軸直徑為φ100mm的水懸浮軸承為例，具有以下性能指標(biāo)：1、主軸的徑向跳動≤0.002mm，軸向竄動≤0.003mm；2、主軸的徑向承載能力：500N/μ，軸向承載能力：300N/μ；3、主軸轉(zhuǎn)速：10000～12000轉(zhuǎn)/分；砂輪直徑為φ400mm，砂輪線速度為200米/秒；4、主軸單元系統(tǒng)溫升低于25℃，工作溫度低于55℃；5、主軸單元系統(tǒng)穩(wěn)定性能好；6、有利于環(huán)保和節(jié)約資源，水濟(jì)非常利于環(huán)保而成本低，對環(huán)境無污染。水懸浮軸承可以廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床主軸、精密檢測設(shè)備的旋轉(zhuǎn)部位，以及有超高速高精度要求的主軸。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例1水介質(zhì)壓力腔的展開圖。

圖4為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為實(shí)施例2水介質(zhì)壓力腔的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：水質(zhì)液壓站1、主軸2、軸承套3、軸承外套4，高壓軟管5、回水管6、水介質(zhì)壓力腔7、壓力水進(jìn)口8，水介質(zhì)通道9，壓力右腔10、壓力左腔11、水介質(zhì)壓力深腔12、水介質(zhì)壓力淺腔13、進(jìn)水節(jié)流小孔14。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。