[實(shí)用新型]采用電液伺服閥控制的動(dòng)靜壓主軸結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920097680.8
• 申請(qǐng)日: 2009-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201521556U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路文忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 路文忠
• 主分類(lèi)號(hào): F16C32/06
• 分類(lèi)號(hào): F16C32/06
• 代理公司: 天津市鼎和專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于一種動(dòng)靜壓軸承，特別是涉及一種能夠提高主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)精度的采用電液伺服閥控制的動(dòng)靜壓主軸結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

動(dòng)靜壓軸承由于具有摩擦力小，使用壽命長(zhǎng)，抗振性能好，精度較高等特點(diǎn)，在機(jī)床主軸上獲得廣泛的應(yīng)用，但隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，特別是國(guó)防工業(yè)、航空工業(yè)的發(fā)展，對(duì)主軸的旋轉(zhuǎn)精度要求越來(lái)越高，常規(guī)的動(dòng)靜壓軸承已不能滿(mǎn)足需要，因此需要研發(fā)旋轉(zhuǎn)精度更高的動(dòng)靜壓軸承(主軸徑向跳動(dòng)0.0001～0.000001mm)。同時(shí)在超精密加工中，需要0.0001～0.000001mm的微細(xì)進(jìn)給，而這靠現(xiàn)在已有的常規(guī)進(jìn)給機(jī)構(gòu)是無(wú)法完成的。

圖1為傳統(tǒng)恒壓供油動(dòng)靜壓軸承原理圖，這種恒壓供油動(dòng)靜壓軸承由供油系統(tǒng)1，小孔節(jié)流器2和軸承3三部分組成，其工作原理如下：當(dāng)供油系統(tǒng)的油泵尚未啟動(dòng)時(shí)，軸承油腔內(nèi)沒(méi)有壓力油，主軸4由于重力而壓在軸承套的下部。油泵啟動(dòng)后，壓力油通過(guò)節(jié)流器進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的軸承承載腔。如果忽略主軸4的重量，則主軸4會(huì)被油壓浮起至軸承套中心位置，此時(shí)主軸4各處的間隙相等，各承載腔壓力相等，主軸4處于液體摩擦狀態(tài)，主軸4可以啟動(dòng)。

當(dāng)主軸4受到外載荷的作用時(shí)，會(huì)在外力F的作用下產(chǎn)生一個(gè)微小位移e(見(jiàn)圖2)，使下油腔7的間隙從h₀變小為h₀-e，封油面上的油阻力增大，從而使下油腔7的壓力上升，相應(yīng)的對(duì)面的上油腔9的壓力會(huì)下降，從而有一壓差作用在主軸4上，當(dāng)這一壓差大到一定程度時(shí)，其產(chǎn)生的反作用力與外力F平衡時(shí)，主軸4就停止在一個(gè)新的位置。這就是靜壓主軸的工作原理，它告訴我們，這種主軸的工作是建立在主軸的適量移動(dòng)上，沒(méi)有這一移動(dòng)，它就無(wú)法工作。在實(shí)際的靜壓軸承中，這一移動(dòng)量只有幾微米，這對(duì)大多數(shù)的使用場(chǎng)合精度已是足夠了。但隨著國(guó)防工業(yè)的發(fā)展，特別是航空航天事業(yè)的發(fā)展，需要把主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)精度提高到更高，使其回轉(zhuǎn)精度達(dá)到0.00001mm或更高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種能夠提高主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)精度的采用電液伺服閥控制的動(dòng)靜壓主軸結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種采用電液伺服閥控制的動(dòng)靜壓主軸結(jié)構(gòu)，包括有分別通過(guò)8個(gè)小孔節(jié)流器向主軸機(jī)構(gòu)供油的第一供油系統(tǒng)，還設(shè)置有通過(guò)電液伺服閥向主軸結(jié)構(gòu)中的前定心靜壓軸承供油的第二供油系統(tǒng)；所述主軸結(jié)構(gòu)是由主軸、套在主軸前端的定心動(dòng)靜壓軸承套、套在主軸后端的動(dòng)靜壓軸承套和設(shè)置在主軸前端的靜壓止推軸承套及法蘭構(gòu)成；所述定心動(dòng)靜壓軸承套和動(dòng)靜壓軸承套的內(nèi)周面上都設(shè)置有均布的四個(gè)承壓槽和四個(gè)回油槽，動(dòng)靜壓軸承套的四個(gè)承壓槽由所述第一供油系統(tǒng)通過(guò)四個(gè)節(jié)流器供油，所述定心動(dòng)靜壓軸承套的垂直方向的兩個(gè)承壓槽由所述第一供油系統(tǒng)通過(guò)節(jié)流器供油，而水平方向的兩個(gè)承壓槽通過(guò)電液伺服閥由第二供油系統(tǒng)供油；定心動(dòng)靜壓軸承套和動(dòng)靜壓軸承套的四個(gè)回油槽均與油箱相通；靜壓止推軸承套經(jīng)由小孔節(jié)流器由第一供油系統(tǒng)供油。

所述的位于主軸前端的定心動(dòng)靜壓軸承套上對(duì)應(yīng)于通過(guò)電液伺服閥供油的進(jìn)油槽處設(shè)置有一電容位移傳感器，所述的電容位移傳感器依次通過(guò)第一放大器、比較器和第二放大器與電液伺服閥連接，所述的比較器還接收已設(shè)定的用于與電容位移傳感器所傳信號(hào)進(jìn)行比較的指令信號(hào)。

所述的第一供油系統(tǒng)與第二供油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同。

本實(shí)用新型所采用的另一技術(shù)方案是：一種采用電液伺服閥控制的動(dòng)靜壓主軸結(jié)構(gòu)，包括有分別通過(guò)8個(gè)小孔節(jié)流器向主軸機(jī)構(gòu)供油的第一供油系統(tǒng)，還設(shè)置有通過(guò)電液伺服閥向主軸結(jié)構(gòu)中的前定心靜壓軸承供油的第二供油系統(tǒng)；所述主軸結(jié)構(gòu)是由主軸、套在主軸前端的定心動(dòng)靜壓軸承套、套在主軸后端的動(dòng)靜壓軸承套和設(shè)置在主軸前端適當(dāng)位置的靜壓止推軸承套及法蘭構(gòu)成；所述定心動(dòng)靜壓軸承套的內(nèi)周面上設(shè)置有3對(duì)6個(gè)均布承壓槽和六個(gè)回油槽，每對(duì)承壓槽均由一個(gè)電液伺服閥控制供油，共有三個(gè)電液伺服閥分別對(duì)三對(duì)承壓槽進(jìn)行供油控制，三個(gè)電液伺服閥均由第二供油系統(tǒng)供油，三個(gè)電液伺服閥結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同，六個(gè)回油槽均與油箱相通；靜壓止推軸承套經(jīng)由小孔節(jié)流器由第一供油系統(tǒng)供油。

所述的定心動(dòng)靜壓軸承套的3對(duì)承壓槽上各設(shè)置1個(gè)電容位移傳感器，所述的3個(gè)電容位移傳感器分別依次通過(guò)與該電容位移傳感器對(duì)應(yīng)的第一放大器、比較器和第二放大器與電液伺服閥連接，所述的比較器還接收已設(shè)定的用于與電容位移傳感器所傳信號(hào)進(jìn)行比較的指令信號(hào)。

本實(shí)用新型的采用電液伺服閥控制的動(dòng)靜壓主軸結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.旋轉(zhuǎn)精度高，主軸徑向跳動(dòng)≤10nm；

2.剛性更高，抗振性好；