[實用新型]內置式可變節流器

有效

• 申請號: 201220046931.1
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN202520800U
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 熊萬里
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F16C41/00
• 分類號: F16C41/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本實用新型涉及精密、超精密機床中液體靜壓、動靜壓軸承機床主軸用的節流器，尤其涉及內置式可變節流器。

背景技術

精密、超精密加工是航空航天光學元器件、國防裝備關鍵零件以及高檔民用裝備關鍵零部件加工不可或缺的手段。精密、超精密加工主要依賴于精密、超精密機床。液體靜壓、動靜壓軸承機床主軸由于具有特有的“誤差均化效應”、動壓效應和阻尼減振效果，其回轉精度遠高于滾動軸承式主軸，其承載能力遠高于氣體靜壓主軸，因而在精密、超精密機床中獲得了廣泛應用。

液體靜壓、動靜壓軸承按照供油方式可分為定量供油和定壓供油兩種。采用定量供油的液體靜壓和動靜壓軸承主要應用于大型重載機床的主軸、工件軸、轉臺、導軌和絲杠等領域，其供油量大，能耗高，所配備的定量泵數量多，成本也高。目前，在量大面廣的精密超精密機床領域，普遍采用定壓供油的液體靜壓和動靜壓軸承。

采用定壓供油的液體靜壓和動靜壓軸承，必需合理配備和使用節流器，才能使軸承的承載能力、剛性和精度得到有效發揮。目前液體靜壓和動靜壓軸承采用的節流器可分為固定節流器和可變節流器兩種。

現有的固定節流方式有毛細管節流、小孔節流、環面縫隙節流（圓柱面、端面、錐面）和表面節流等。其共同的不足是，當油腔壓力升高后，由于節流前后的壓力差減小，導致進入油腔的油液減少，因而其承載能力和剛度的提升幅度很有限。

為了進一步提高液體靜壓和動靜壓軸承的承載能力，國內外同行采用了可變節流器，現有的可變節流方式有薄膜反饋節流、滑閥反饋節流和內表面反饋節流等。薄膜反饋節流和滑閥反饋節流的不足之處在于：（1）其節流器的結構尺寸大，只能外置于軸承體外，因而反饋油路較長，對外載荷的變化動態響應較慢，影響了動剛度的提高；（2）節流器尺寸大導致機床主軸占用的整體空間增大；（3）節流器都是分兩路分別向對置的兩個油腔供油，對置油腔的剛度同時受同一節流器參數的影響，參數選擇不當時，很容易導致主軸系統的剛度不穩定，導致主軸無法正常工作。內表面反饋節流的不足之處在于：（1）需要占用軸承油腔內表面的面積，導致軸承軸向尺寸變大，對于內孔尺寸小的軸承，內表面節流很難加工；（2）由于增加了內表面的面積，導致主軸旋轉時，內表面與油膜的剪切發熱增加，軸承溫升升高，不利于提高主軸的高速性能。

現有的液體靜壓、動靜壓軸承機床主軸所采用的節流方式由于存在上述缺陷，導致目前未能在機床上得到充分應用，未能實現作為單元功能部件的大批量生產。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單緊湊，對外載荷的變化動態響應迅速的內置式可變節流器。

為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案：

一種內置式可變節流器，包括節流器座、節流柱和彈簧，所述節流器座設有階梯狀中心孔，所述階梯狀中心孔由大徑孔、中徑孔和小徑孔組成，所述大徑孔經中徑孔與小徑孔連通，所述節流柱呈由大徑柱、中徑柱和小徑柱連接組成的階梯柱狀，所述節流柱裝設于所述節流器座中，所述大徑柱與大徑孔緊密配合，所述大徑柱頂端與大徑孔內壁圍成儲油腔，所述中徑柱與大徑孔之間形成進油腔，所述節流柱上開設有與連通儲油腔與進油腔的進油通道，所述中徑柱與中徑孔之間形成與進油腔連通的節流間隙，所述小徑柱與中徑孔之間形成集油腔，所述小徑柱與小徑孔緊密配合，所述小徑柱上開設有與集油腔連通的輸出通道，所述彈簧抵設于中徑柱底端和中徑孔底端之間。?

所述節流器座的外圓柱面上設有螺紋。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：

本實用新型的內置式可變節流器在自適應調節時反饋油路短，對外載荷的變化動態響應迅速，有利于提高動剛度，增加軸承的剛度和運動精度。本實用新型的內置式可變節流器比薄膜反饋節流器和滑閥反饋節流器結構更加簡單、緊湊、小巧，可直接安裝于軸承體內，有利于縮減機床主軸占用的整體空間，并且裝配工藝性好、便于系列化標準化生產、降低制造成本、維修更換方便；同時，由于內置式可變節流器結構緊湊小巧，因此可采用各軸承靜壓油腔單獨配置一件內置式可變節流器的結構，使針對軸承靜壓油腔內的壓力變化所作的自適應調節的精度更高，避免了現有技術中用一個節流器同時對兩個對置的軸承靜壓油腔進行自適應調節而引起的主軸系統剛度不穩定的現象。本實用新型的內置式可變節流器相比于內表面反饋節流的結構，其結構更簡單，加工更方便，并且不存在主軸旋轉時油膜受剪切發熱的現象，軸承溫升低，有利于提高主軸的高速性能。

附圖說明

圖1是本實用新型的主剖視結構示意圖。