[發明專利]一種動靜壓錐體軸承軸系及精密機床

在審

• 申請號: 201711404336.4
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108105259A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 黎永明;瞿元嘗;黎純
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;B23Q1/38
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉;顏愛國

根據本發明所涉及的動靜壓錐體軸承軸系及精密機床，包括至少一個動靜壓錐體軸承以及轉動軸，動靜壓錐體軸承具有支撐座、容納組件以及轉動件，容納組件包括容納件、多個靜壓襯套以及多個動壓襯套，容納件具有多個靜壓通道和動壓通道，靜壓襯套設置在第一凹腔的開口處，動壓襯套的動壓凹腔的橫截面從底部至開口是逐漸擴大的，多個靜壓襯套和多個動壓襯套沿至少一個布置平面設置在內凹錐面上，布置平面為垂直于轉動件的旋轉軸線的平面。工作狀態時，本發明的動靜壓錐體軸承中的凸錐旋轉時與凹錐面互不接觸，相對于動靜壓柱體軸承，動靜壓錐體軸承具有更好的同心配合度，因此采用氣體或液體動靜壓技術能提高錐體軸承軸系上轉動軸的動態旋轉精度。

技術領域

本發明屬于機械領域，具體涉及一種動靜壓錐體軸承軸系及機床。

背景技術

現有技術的轉動副大多轉動時為接觸狀態，轉動精度和效率均不高。

采用氣體或液體動、靜壓技術與錐體結構結合的軸承，是目前提高主軸旋轉精度有效的途徑之一。

根據氣體(空氣)或液體(油液)動、靜壓技術基本原理，液體或氣體介質，分別進入到錐體軸承凹錐面的多個腔室中，當凸錐旋轉時，介質從多個腔室中形成動壓力，凸錐轉速越高、介質密度越大、凹凸錐間隙越小，動壓力越大，由于凹、凸錐面之間有一定的間隙，凸錐浮起，旋轉時處于非接觸狀態，但該錐體軸承的凹錐面及腔室的加工精度要求高，加工成本大。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種對凹錐面及腔室加工精度要求不高，能降低加工成本的同時具有動壓和靜壓技術的動靜壓錐體軸承軸系及機床。

本發明提供了一種動靜壓錐體軸承軸系，具有這樣的特征，包括動靜壓錐體軸承；以及轉動軸，設置在動靜壓錐體軸承中，其中，動靜壓錐體軸承具有支撐座、容納組件以及轉動件，容納組件包括具有內凹錐面和外表面的容納件、多個靜壓襯套以及多個動壓襯套，容納件具有多個用于通過流體的靜壓通道和動壓通道，靜壓通道和動壓通道分別設置在容納件的內壁中且貫通內凹錐面和外表面，靜壓通道包括設置在內凹錐面上向內凹的第一凹腔和連通第一凹腔和外表面的靜壓孔道，動壓通道包括設置在內凹錐面上向內凹的第二凹腔和連通第二凹腔和外表面的動壓孔道，靜壓襯套具有呈柱形的靜壓凹腔，靜壓襯套設置在第一凹腔的開口處且靜壓凹腔開口朝向內凹錐面，靜壓凹腔的底部與第一凹腔相連通，動壓襯套具有動壓凹腔，動壓襯套設置在第二凹腔的開口處且動壓凹腔的的開口朝向內凹錐面，動壓凹腔的底部與第二凹腔相連通，動壓凹腔的橫截面從底部至開口是逐漸擴大的，轉動件具有與內凹錐面相配的外凸錐面，設置在內凹錐面內，多個靜壓襯套和多個動壓襯套沿至少一個布置平面設置在內凹錐面上，布置平面為垂直于轉動件的旋轉軸線的平面，支撐座具有與容納件的外表面相配的支撐座內腔，容納件設置在支撐座內腔內且與支撐座內腔過盈配合，支撐座上分別設置有與靜壓孔道相連通的至少一個第一通道，以及與動壓孔道相連通的至少一個第二通道。

在本發明提供的動靜壓錐體軸承軸系中，還可以具有這樣的特征：其中，靜壓襯套的數量至少為3個，動壓襯套的數量至少為3個,內凹錐面的錐度為60-150度，外凸錐面的錐度為60-150度。

另外，在本發明提供的動靜壓錐體軸承軸系中，還可以具有這樣的特征：其中，靜壓凹腔呈柱狀，腔口的形狀為為圓形、橢圓形、正方形、矩形以及梯形中的任意一種，動壓凹腔沿布置平面的剖面呈月牙形或剖面的兩端呈楔形，動壓凹腔腔口的形狀為圓形、橢圓形、正方形、矩形以及梯形中的任意一種。

另外，在本發明提供的動靜壓錐體軸承軸系中，還可以具有這樣的特征：其中，靜壓凹腔的內凹的深度為0.5－5mm，靜壓凹腔總表面積占內凹錐面總表面積的20－60％，動壓凹腔的內凹的深度為4－8mm，動壓凹腔總表面積占內凹錐面總表面積的20－60％，間隙比為2－2.5,間隙比的表達式為h2/h1，h2為動壓凹腔的底部與外凸錐面的距離，h1為動壓襯套的頂端面與外凸錐面的距離。