[發明專利]一種超精密高速靜壓空氣軸承結構

在審

• 申請號: 202310061498.1
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN116292624A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 李記東;朱思偉
• 申請（專利權）人: 精效懸浮（蘇州）科技有限公司
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;B23B19/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 王熙文

本發明公開了一種超精密高速靜壓空氣軸承結構，包括定子、活動配合在定子中的軸、安裝在軸上的止推盤，止推盤與定子軸向相鄰，定子上設有進氣孔、與進氣孔連通的徑向節流孔和軸向節流孔，徑向節流孔連通軸與定子之間的氣浮面，軸向節流孔連通止推盤與定子之間的止推面。本發明的軸承本身使用潔凈高壓氣體作為潤滑介質，定轉子非接觸運動，高壓氣膜穩定性好，剛度好，因此軸承可以實現超精密高速運行，而且由于非接觸運動，軸承使用壽命非常長，維護保養簡單。

技術領域

本發明涉及一種超精密高速靜壓空氣軸承結構，利用高壓氣體作為潤滑介質，實現軸承定轉子之間非接觸運轉，由于氣體粘度系數低，可以實現高精度高轉速低摩擦轉動。

背景技術

目前市場上的機床主軸軸承，以滾珠軸承為主，由于滾珠本身是接觸摩擦的，摩擦就會帶來磨損、振動、生熱等一系列問題，導致其很難實現超精密高速運轉，而且壽命較短，因此，一些精密機床的主軸精度受到了限制。

發明內容

本發明所解決的技術問題：如何提升精密機床的主軸精度。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種超精密高速靜壓空氣軸承結構，包括定子、活動配合在定子中的軸、安裝在軸上的止推盤，止推盤與定子軸向相鄰，定子上設有進氣孔、與進氣孔連通的徑向節流孔和軸向節流孔，徑向節流孔連通軸與定子之間的氣浮面，軸向節流孔連通止推盤與定子之間的止推面。

填充有高壓氣體的軸與定子，相當于徑向氣浮軸承。填充有高壓氣體的止推盤與定子，相當于軸向氣浮軸承。因此，本發明由軸向氣浮軸承和徑向氣浮軸承組合而成，軸承定轉子之間通入高壓氣體，利用其作為潤滑介質，可以實現軸承高速高精度運轉(軸承軸向和徑向跳動精度可以達到0.03μm以上)。

本發明設計的軸承結構，可以讓主軸類以及其他回轉類產品，精度成量級提高，轉速更高，壽命更長，給行業帶來革命性改變。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步的說明：

圖1為超精密高速靜壓空氣軸承結構的示意圖。

圖中符號說明：

10、定子；11、進氣孔；12、徑向節流孔；13、軸向節流孔；14、氣室；

20、軸；21、氣浮面；

30、止推盤；31、止推面。

具體實施方式

如圖1，一種超精密高速靜壓空氣軸承結構，包括定子10、活動配合在定子中的軸20、安裝在軸上的止推盤30，止推盤與定子軸向相鄰，定子上設有進氣孔11、與進氣孔連通的徑向節流孔12和軸向節流孔13，徑向節流孔連通軸與定子之間的氣浮面21，軸向節流孔連通止推盤與定子之間的止推面31。

潔凈的壓縮氣體從進氣孔11進入定子10，然后通過徑向節流孔12進入氣浮面21，以及，通過軸向節流孔13進入止推面31。氣浮面21是定子10與軸20接觸位置，止推面31是定子10與止推盤30接觸位置。氣浮面21和止推面31設計有微米級間隙，壓縮氣體進入該間隙之后形成空氣薄膜，起到潤滑作用。

定子10內設有與徑向節流孔12、軸向節流孔13及進氣孔11連通的氣室14。潔凈的壓縮氣體從進氣孔11進入定子的氣室14，然后通過徑向節流孔12進入氣浮面21，以及，通過軸向節流孔13進入止推面31。

氣浮軸承結構利用壓縮氣體作為潤滑介質，因此，進入進氣孔11的氣體可以是自然界中任一可壓縮氣體。

任一節流孔孔徑0.1mm～1mm，節流孔可以用同樣內徑的節流塞代替。氣浮軸承結構中的任一節流孔，可以由多孔材料代替，面積大小不僅限于節流孔大小，起到壓縮氣體節流作用即可。

氣浮面21為平面、錐面或曲面。止推面31為平面、錐面或曲面。