[發明專利]一種新型液體靜壓推力軸承裝置

有效

• 申請號: 201810184769.1
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN110230642B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 黃禹;田助新;曹海印;趙夢婷;趙業強;陳惠平;陸超
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發明屬于軸承領域，并具體公開了一種新型液體靜壓推力軸承裝置，包括回轉工作臺、推力軸承和主軸機構，回轉工作臺水平布置在推力軸承上表面，與主軸固連；推力軸承上開設有環形油腔、回油槽、與環形油腔連通的供油孔以及與回油槽連通的回油孔；主軸機構包括主軸和十字滾動聯軸器，主軸穿過推力軸承并通過并列圓柱滾子軸承與推力軸承配合，主軸上端與回轉工作臺相連，下端與十字滾動聯軸器相連；十字滾動聯軸器包括上傳動座、下傳動座以及位于上傳動座和下傳動座之間的傳動盤，傳動盤通過上下表面呈十字分布的四個滾針凸輪導向器與上下傳動座實現滑動配合。本發明具有回轉精度高、摩擦系數小、穩定性好的優點。

技術領域

本發明屬于軸承領域，更具體地，涉及一種新型液體靜壓推力軸承裝置。

背景技術

近年來，流體靜壓支承已成為高端制造設備運動支承系統的主要結構形式。液體靜壓支承運動副是借助于輸入支承工作面間的液體靜壓力來支承載荷的滑動支承運動副。由于在運動過程中處于純流體潤滑條件下，運動部件間的摩擦系數極小，因而具有良好的支承特性。

在重載工況下，靜壓推力軸承油膜溫度會隨工作臺轉速的升高而升高，同時使靜壓軸承產生變形，降低油膜特性。專利CN201310209209.4公開了一種靜壓推力軸承的可傾式油墊，使用時油墊環形排列于靜壓推力軸承，且可傾式油墊的凸臺一端朝下放置，然后將機床工作臺安裝在可傾式油墊上，通過油泵向進油口輸入液壓油，使支承件與被支承件之間形成一層油膜，當機床高速旋轉時，油墊之間形成楔形間隙，產生動壓效應。但該專利未考慮油膜厚度的變化及溫升效應對軸承支承特性的影響，其難以實現油膜厚度的調整，并難以保證軸承的支承性能，且回轉精度低。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種新型液體靜壓推力軸承裝置，其通過對關鍵組件如推力軸承和主軸機構的結構及其具體布置方式的研究和設計，不但可以消除主軸與電機軸不對心的問題，同時可微調油膜厚度，加速回油過程，提高靜壓油膜的動靜態特性，具有回轉精度高、摩擦系數小、穩定性好的優點，適用于重型機床中在非接觸情況下穩定承擔載荷的靜壓回轉工作平臺中。

為實現上述目的，本發明提出了一種新型液體靜壓推力軸承裝置，其包括回轉工作臺、環形油腔推力軸承和主軸機構，其中：

所述回轉工作臺水平布置在環形油腔推力軸承的上表面，并與主軸機構中的主軸固連；所述環形油腔推力軸承的上表面開設有環形油腔和回油槽，該環形油腔推力軸承上還開設有與環形油腔連通的供油孔以及與回油槽連通的回油孔；

所述主軸機構包括主軸和十字滾動聯軸器，該主軸穿過所述環形油腔推力軸承，并通過并列圓柱滾子軸承與所述環形油腔推力軸承實現配合，該主軸的上端與所述回轉工作臺相連，下端與所述十字滾動聯軸器相連；所述十字滾動聯軸器包括上傳動座、下傳動座以及位于上傳動座和下傳動座之間的傳動盤，所述上傳動座與所述主軸的下端相連，該上傳動座的下表面開設有卡槽，所述下傳動座與電機相連，該下傳動座的上表面開設有卡槽，所述傳動盤周向分布有四個滾針凸輪導向器，其中兩個滾針凸輪導向器固定在傳動盤的上表面，且間隔180^o布置，并卡裝在上傳動座的卡槽內，另兩個滾針凸輪導向器固定在傳動盤的下表面，其同樣間隔180^o布置并與傳動盤上表面的兩個滾針凸輪導向器呈十字分布，傳動盤下表面的兩個滾針凸輪導向器卡裝在下傳動座的卡槽內。

作為進一步優選的，所述并列圓柱滾子軸承包括單擋邊圓柱滾子軸承以及位于單擋邊圓柱滾子軸承上方的雙擋邊圓柱滾子軸承，所述單擋邊圓柱滾子軸承和雙擋邊圓柱滾子軸承并列安裝在所述主軸上，所述單擋邊圓柱滾子軸承的外圈設置有擋邊內圈無擋邊，所述雙擋邊圓柱滾子軸承的內外圈均設置有擋邊，且內圈為單擋邊，該內圈的擋邊設置在內圈靠近回轉工作臺的一側。

作為進一步優選的，所述回油槽的底部設計為1°～2°的斜面，該斜面與回油孔相通。

作為進一步優選的，所述環形油腔的深度是油膜厚度的50～100倍。