[實用新型]動靜壓軸承和安裝有動靜壓軸承的主軸

有效

• 申請號: 201620221783.0
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN205388096U
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 鐘勇軍;陳滿華
• 申請（專利權）人: 寧波圣圭精工科技有限公司
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 錢衛佳

技術領域

本實用新型涉及主軸的技術領域，具體的是一種動靜壓軸承和安裝有動靜壓軸承的主軸。

背景技術

隨著工業化進程的加快，未來制造行業將會朝著高精度、高效率的自動化、智能化方向發展。而在機械制造過程中，隨著對于產品精度要求的提高，其對于機床零部件的加工精度和穩定性的要求也將會越來越高，行業內也越來越多的使用精密主軸取代傳統的主軸用于車削、銑削、磨削等機械加工。而使用動靜壓軸承制造的主軸更加節能環保，由于其高轉速、高剛性、良好的加工精度以及較長的使用壽命被廣泛的應用于精密加工，乃至超高精度加工中。

所謂的動靜壓軸承的支撐原理，是通過軸承的內環側壁上設置多個油腔，多個油腔內的油液壓力共同作用于轉軸上，轉軸受到靜壓平衡力，使轉軸懸浮于油膜中，并且當轉軸轉動過程時，利用流體動壓效應實現轉軸和軸承之間是油膜軟接觸，其摩擦系數小，接近于零磨損。

上述現有技術的靜壓軸承、動靜壓軸承或者動靜壓混合軸承，以下統稱為動靜壓軸承，其僅僅適用于轉軸低轉速下的高精度加工，所謂的低轉速通常是指轉軸線速度小于75m/s。在實際生產過程中，轉軸將會帶動壓力油液流動，因此在油腔中沿轉軸的周向將會形成一個油液高壓區和油液低壓區，并且該油液高壓區的壓力將會隨著轉軸轉速的升高而持續升高。而持續升高的油液壓力沿轉軸的徑向作用于轉軸，將會增大轉軸轉動阻力甚至于箍緊轉軸，從而使轉軸轉動的負載升高，電流增大甚至電機過載無法轉動。因此在實際生產過程中，當轉軸線速度大于75m/s時已然是現有常規電機的負載極限。換句話說，現有技術的動靜壓軸承無法滿足于高速主軸(轉軸線轉速＞75m/s)的生產需求。并且在低速過程中其也存在油液高壓區對于轉軸的徑向作用力，因此其電機的負載中也相對較大，能耗高。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種動靜壓軸承，其可以平衡油腔內油液高壓區和油液低壓區之間的壓力差，從而通過降低油液高壓區內的油液壓力，達到減少轉軸受到的徑向作用力的目的，最終使轉軸的轉速高、驅動電機的負載小。

本實用新型所采取的技術方案是：提供一種動靜壓軸承，它包括軸承本體，軸承本體的環形內壁上沿軸承本體的徑向內凹形成至少兩個油槽，所述軸承本體上設有循環通道，循環通道的兩端分別與油槽沿軸承本體的周向所對應的兩端部連通。通過循環通道可以均衡油槽內沿周向所對應的兩個區域的油液壓力，由此消除轉軸轉動導致的油槽內局部油液壓力升高帶來的轉軸負載過大的問題。從而實現了同等電機負載的基礎上轉軸轉速的提高。

相鄰兩油槽之間設有將油槽內溢出的油液匯流的回油槽。

所述回油槽的長度方向沿軸承本體的軸向延伸，且回油槽的至少一端延伸至貫穿軸承本體的端面或軸承本體對應于各回油槽所在的位置上設有至少一個用于連通回油槽的回油道。

軸承本體上對應于各油槽所在的位置均分別設有用于供給各油槽油液的進油孔。

所述的軸承本體由至少兩個子部件沿軸向拼接組成，所述的循環通道設于軸承本體內。實現循環通道內置于軸承本體內，省去了軸承本體與鋼套合圍形成循環通道帶來的密封性問題。同時也可以使循環通道內腔的各處均平滑過渡，減少油液流通過程的阻力。

所述循環通道的內壁均平滑過渡，且循環通道的進口端的油液流通方向m與油槽內油液的流通方向n之間的夾角，以及循環通道的出口端的油液流通方向o與油槽內油液的流通方向p的夾角均為銳角。

采用以上結構后，本實用新型的動靜壓軸承與現有技術相比具有以下優點：首先，轉軸帶動油槽內的油液流動形成油液高壓區和油液低壓區時，在油液高壓區和油液低壓區之間的壓力差的推動下通過循環通道可以使油液高壓區的油液回流至油液低壓區，從而降低同等轉軸轉速下的油液高壓區的壓力，轉軸在同樣功率的電機帶動下，可以達到更高的轉速，其次，油液高壓區和油液低壓區之間的壓力差越大，其回流的流量越快，因此降壓效果更好，換句話說，油液高壓區的油液壓力與轉軸轉速之間呈指數函數作小幅度的增長。

本實用新型所要解決的另一個技術問題是：提供一種安裝有動靜壓軸承的主軸，其在同等電機負載的基礎下，可以使轉軸轉速高、剛性大、精度好、噪音低、震動小。