[發明專利]一種用于重型軋輥磨床砂輪主軸的毛細管節流動靜壓混合軸承

有效

• 申請號: 201410171752.4
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103962948A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 郭力;胡靖;曹姍
• 申請（專利權）人: 湖大海捷（湖南）工程技術研究有限公司
• 主分類號: B24B41/04
• 分類號: B24B41/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及軸承，進一步是指用于重型軋輥磨床砂輪主軸的毛細管節流動靜壓混合軸承，該軸承利用了靜壓、動壓油膜混合效應的原理，所設計出的動靜壓混合軸承在高速下具有高的承載能力、剛度、回轉精度和較低的溫升，還具有一定的抗主軸傾斜能力。

背景技術

目前，軋輥磨床砂輪主軸中采用動靜壓軸承越來越多。隨著軋輥磨床向高效、重載、高速、高精度方向逐步發展，要求其砂輪主軸中動靜壓軸承承載能力高剛度高、軸承性能受潤滑油溫升影響小、抗主軸傾斜能力強。目前軋輥磨床砂輪主軸動靜壓軸承結構如專利號為ZL200520074843.2，開設了3個靜壓腔和1個動壓腔，主軸在啟動和工作時靠上述油腔共同作用來承受外載荷，充分利用了靜壓和動壓混合效應，軸承油膜剛性較高。但是這種結構軸承在工作狀態下承載能力不大，軸承潤滑油溫升較高且性能受溫升影響較大，抗主軸傾斜能力較低；這可能會導致軸承軸向邊緣與主軸發生接觸碰撞磨損。

綜上所述，怎樣在保證軸承的性能受潤滑油溫升影響小，充分利用動靜壓混合效應來提高軸承的承載能力，能在一定程度上提高主軸的抗傾斜能力，這些都是設計高速高效重型軋輥磨床砂輪主軸軸承時迫切需要解決的難點問題。

發明內容

本發明的目的是，為了克服上述技術上的不足，提出一種用于重型軋輥磨床砂輪主軸的毛細管節流動靜壓混合軸承，它不但可以保證在高速下具有較高的承載能力和較低的溫升，而且還具有一定的抗主軸傾斜能力。

本發明所述用于重型軋輥磨床砂輪主軸上的毛細管節流動靜壓混合軸承的結構特點是，在軸承腔壁設有上靜壓腔、前靜壓腔、下靜壓腔、左側后靜壓腔和右側后靜壓腔、弧形淺腔、動壓腔、三個軸向回油槽、進油孔；所述上靜壓腔與下靜壓腔為一對置油腔，該兩個油腔中心位于軸承垂直線上；前靜壓腔2中心位于軸承水平線的右邊，且該靜壓腔靠近磨削工件；前靜壓腔同左側后靜壓腔及右側后靜壓腔對置且其水平中線在一個水平面上，左側后靜壓腔和右側后靜壓腔沿軸承寬度中心對稱分布；位于前靜壓腔對面的動壓腔為動壓封油面除去左側后靜壓腔和右側后靜壓腔的部分；三個軸向回油槽分別設在前靜壓腔上、下兩端及上靜壓腔1左側，所述五個靜壓油腔分別同相應進油孔連通；弧形淺腔開在下靜壓腔與動壓腔之間。

以下對本發明做出進一步說明。

本發明中，當軋輥磨床砂輪主軸在啟動前，所述五個毛細管節流靜壓油腔通入壓力油，在各靜壓油腔的靜壓作用下砂輪主軸浮起，可以使砂輪主軸與動靜壓混合軸承不發生接觸，這避免了主軸與軸承之間發生碰撞刮擦。隨著主軸轉速的增大，動壓腔5以及弧形淺腔4的動壓效應明顯增大，與所述五個毛細管節流靜壓油腔結合起來共同來承載。鑒于軋輥磨床受力的特殊性(由前靜壓腔指向動壓面方向的力可達上萬牛頓，上、下靜壓腔承受的力相對較小；而且受力方向保持不變)，實際上主要的外載荷還是由動壓腔5以及弧形淺腔4在砂輪主軸高速旋轉時產生很強的動壓效應來承受；正是由于動壓腔5以及弧形淺腔4的動壓效應，大大的提高了油膜的承載力以及剛度。但是高速軸承的潤滑油溫升較高；動靜壓軸承的動壓腔溫升高而靜壓腔溫升相對較低，溫度變化較大。但是弧形淺腔軸承在高速下溫升低于階梯淺腔軸承。同時，毛細管節流靜壓軸承的載荷和剛度與潤滑油的粘度及溫升無關，軸承容許間隙的制造誤差大一些，容許軸承的工作溫度變化大，這很適合該動靜壓軸承潤滑油溫升變化大的情況。

左側后靜壓腔8和右側后靜壓腔9這兩靜壓腔，還具有一定的抗主軸傾斜的能力，這樣也可以在一定程度上降低由于主軸的傾斜而與軸承發生刮擦的可能性。此外，靜壓油膜還能起到均化軸承的制造誤差的作用。

本發明中，由于所述軸承用在重型軋輥磨床主軸上，其受力很大而且方向保持不變從前腔指向后腔。砂輪主軸靜止狀態下的軸承受力主要由所述五個毛細管節流靜壓油腔共同來承受；當砂輪主軸高速工作旋轉時軸承絕大部分承載力由動壓面產生的流體動壓力來承受，即該軸承在砂輪主軸旋轉狀態下主要靠動壓腔5同該主軸之間的間隙形成的流體動壓潤滑力來承載。正因為該軸承受力的特殊性，其所述五個靜壓腔所成毛細管節流器尺寸參數(包括長度和內徑)最好采用一定原則進行選擇。