一种抗冲击滑动主轴装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于机械装配技术领域，公开了一种抗冲击滑动主轴装置，实现轴芯和轴瓦衬套对轴瓦、轴套的全包容，并在设计上避免陶瓷零件形状突变；同时将所有轴套设置为陶瓷材料，所有轴瓦设置为聚醚醚酮或聚醚醚酮基复合材料，两者构成陶瓷‑聚醚醚酮摩擦副；还进一步通过结构设计对供液路径进行了优化，使得供液路径的加工和安装更加方便，并且防止供液路径的堵塞、泄露。最终，本发明专利技术能够降低滑动主轴装置的加工难度，提高其抗冲击性和承载能力，增加其耐磨性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种抗冲击滑动主轴装置
本专利技术属于机械装配
，尤其是涉及一种滑动主轴装置。
技术介绍
主轴单元作为机床、高速压缩机组等回转机械的核心功能部件，是决定回转机械高速化和高精度的关键部分。目前国内主轴普遍存在转速较低、动静态特性差、精度保持性不高等问题，并且传统主轴在高速运转时容易引起主轴高温变形，从而影响主轴精度和运转稳定性。同时，传统主轴的摩擦副材料均为金属，耐磨性、耐腐蚀性、高温强度等性能较差。鉴于此，出现了高性能的陶瓷主轴，其使用的陶瓷材料具有耐腐蚀、耐磨性好、密度低、刚性高、弹性模量高、热膨胀系数低等诸多优点，可以提高主轴速度、转矩等各方面的性能。但是，现有陶瓷主轴存在以下缺陷：一是陶瓷件边缘易碎；由于陶瓷材料脆性大，抗冲击能力差，径向陶瓷轴套、止推陶瓷轴套等陶瓷零部件的轴向两端边缘受力时易碎；二是陶瓷件加工困难废品率高；在陶瓷零件上加工泄液结构等复杂形状时由于加工难度大而容易报废。三是主轴抗冲击性差；现有陶瓷主轴主要采用陶瓷-陶瓷或者陶瓷-钢配副，摩擦副的抗冲击性能较差。
技术实现思路
本专利技术主要针对现有陶瓷主轴装置存在的陶瓷件边缘易碎、陶瓷件加工困难、主轴抗冲击性差等问题，提供了一种抗冲击滑动主轴装置，通过合理结构设计保护陶瓷件边缘，同时将轴瓦材料选择为聚醚醚酮或聚醚醚酮基复合材料；从而降低主轴装置的加工难度，提高抗冲击性和承载能力，增加可靠性和使用寿命。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现：一种抗冲击滑动主轴装置，包括轴芯和双侧对称设置的径向-止推轴承；所述轴芯中部设置有扩径部，该扩径部形成两侧轴肩；两侧所述轴肩的端面均设置有止推槽；所述径向-止推轴承包括径向陶瓷轴套、径向聚醚醚酮轴瓦、轴瓦衬套、止推陶瓷轴套和止推聚醚醚酮轴瓦；所述止推陶瓷轴套安装于所述止推槽内，所述轴芯对所述止推陶瓷轴套的非摩擦面包容；所述径向陶瓷轴套以所述止推陶瓷轴套为基准装配于所述轴芯；所述轴瓦衬套设置有径向内孔和止推内孔；所述径向聚醚醚酮轴瓦安装于所述径向内孔，且所述径向聚醚醚酮轴瓦与所述径向陶瓷轴套构成径向间隙；所述止推聚醚醚酮轴瓦安装于所述止推内孔，且所述止推聚醚醚酮轴瓦与所述止推陶瓷轴套之间构成轴向间隙；所述止推聚醚醚酮轴瓦的滑动摩擦面设置有止推液腔。进一步地，所述轴瓦衬套外侧设置有用于安装外置节流器的节流器安装孔；所述轴瓦衬套内部设置有供液孔和径向进液孔；所述节流器安装孔与所述供液孔相连通，所述供液孔通过所述径向进液孔与所述径向聚醚醚酮轴瓦的径向液腔连通；所述止推轴瓦设置有轴向进液孔和泄液环，所述轴向进液孔与所述供液孔和所述止推液腔分别相连通，所述泄液环与壳体的泄液结构相连通。更进一步地，所述轴瓦衬套设置有凸缘部，所述凸缘部外侧露出于壳体，并且所述节流器安装孔设置于所述凸缘部外侧。进一步地，主轴装置采用水基润滑液。进一步地，所述径向陶瓷轴套、所述径向聚醚醚酮轴瓦、所述止推陶瓷轴套和所述止推聚醚醚酮轴瓦中的至少之一，其滑动摩擦面设置有复合织构。更进一步地，所述复合织构设置为三重复合织构，所述三重复合织构包括均匀布置在所述滑动摩擦面的凹坑组，每个所述凹坑组包括第一凹坑、第二凹坑和第三凹坑；所述第一凹坑的最大轴向尺寸为1-50微米、最大径向尺寸为2-5微米；所述第二凹坑的最大轴向尺寸为50-100微米、最大径向尺寸为5-30微米；所述第三凹坑的最大轴向尺寸为100-500微米、最大径向尺寸为0.2-2微米。更进一步地，所述第一凹坑、所述第二凹坑和所述第三凹坑在所述滑动轴本体的滑动面的占比范围为1-30％。更进一步地，每个所述凹坑组内的所述第一凹坑、所述第二凹坑和所述第三凹坑依次在轴向上等间距沿直线排列。更进一步地，每个所述凹坑组内的所述第一凹坑、所述第二凹坑和所述第三凹坑按照三角形端点位置排列。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的抗冲击滑动主轴装置，在结构设计上采用双侧对称布置的径向-止推轴承结构，并在径向-止推轴承结构中将止推陶瓷轴套安装在轴芯轴肩的止推槽内，由于轴芯对止推陶瓷轴套的非滑动摩擦面进行了包容，在径向-止推轴承承受轴向力时，该包容结构起到对止推陶瓷轴套的支撑作用，保护了止推陶瓷轴套易破损破碎的边缘，更重要的是避免了传统主轴结构中止推轴承存在的悬臂梁结构，防止了陶瓷件形变的发生，极大提高了止推轴承的寿命。本专利技术提供的抗冲击滑动主轴装置，轴套部分采用陶瓷制件、轴瓦采用聚醚醚酮制件；陶瓷轴套具有耐磨损、耐腐蚀、热膨胀系数低、热变形小等优点，能够提高主轴寿命，使主轴长期保持高精度状态；聚醚醚酮轴瓦具有耐高温、自润滑、易加工、高机械强度等优点；因此，二者构成的摩擦副避免了传统的陶瓷-陶瓷摩擦配副易碎、高磨损、高噪声的缺点，提高了轴承-主轴的抗冲击性，大幅度提高了主轴摩擦副寿命。同时，采用聚醚醚酮轴瓦还可以避免传统陶瓷轴瓦上因加工泄液孔而导致陶瓷件加工困难废品率高的缺陷。本专利技术提供的抗冲击滑动主轴装置，还对供液路径进行了优化。将供液路径设置在轴瓦衬套内，由于轴瓦衬套的制造精度比壳体的高，更加便于供液路径的加工和安装，极大避免了供液路径设置在壳体中存在的泄露等现象；同时将传统轴瓦的节流孔用可拆卸、可更换的外置节流器代替，润滑液经外置节流器到达轴瓦衬套的供液孔和进液孔，最终进入径向轴瓦和止推轴瓦的液腔，形成径向承载液膜和轴向承载液膜；从而保证了供液路径的畅通、安装和维修的方便，避免了传统供液路径中存在的堵塞、维修困难等问题。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例的一种滑动主轴装置的整体装配示意图；图2是图1中轴芯的正视图；图3是图2的侧视图；图4是图1中轴瓦衬套的结构示意图；图5是图1中止推聚醚醚酮轴瓦的结构示意图；图6是图5的侧视图；图7是径向陶瓷轴套5所设置三重复合织构的结构示意图。上述图中：1、轴芯，1-1、轴肩，1-2、止推槽；2、轴瓦衬套，2-1、节流器安装孔，2-2、供液孔，2-3、径向进液孔，2-4、径向内孔，2-5、止推内孔；3、外置节流器；4、径向聚醚醚酮轴瓦；5、径向陶瓷轴套，5-1、第一凹坑，5-2、第二凹坑，5-3、第三凹坑；6、壳体；7、止推聚醚醚酮轴瓦，7-1、轴向进液孔，7-2、止推液腔，7-3、泄液环；8、止推陶瓷轴套。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为解决传统主轴-轴承金属摩擦副耐磨损性差、热膨胀系数高的问题，在本实施例中提供了一种抗冲击滑动主轴装置，采用轴芯1和轴瓦衬套2对所有轴套和轴瓦的全包容结构设计，避免陶瓷零件形状突变；同时轴套为陶瓷材料，轴瓦为聚醚醚酮或聚醚醚酮基复合材料材料，两者构成的摩擦副本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗冲击滑动主轴装置，包括轴芯和双侧对称设置的径向-止推轴承；所述轴芯中部设置有扩径部，该扩径部形成两侧轴肩；其特征在于，两侧所述轴肩的端面均设置有止推槽；/n所述径向-止推轴承包括径向陶瓷轴套、径向聚醚醚酮轴瓦、轴瓦衬套、止推陶瓷轴套和止推聚醚醚酮轴瓦；/n所述止推陶瓷轴套安装于所述止推槽内，所述轴芯对所述止推陶瓷轴套的非摩擦面包容；所述径向陶瓷轴套以所述止推陶瓷轴套为基准装配于所述轴芯；/n所述轴瓦衬套设置有径向内孔和止推内孔；所述径向聚醚醚酮轴瓦安装于所述径向内孔，且所述径向聚醚醚酮轴瓦与所述径向陶瓷轴套构成径向间隙；所述止推聚醚醚酮轴瓦安装于所述止推内孔，且所述止推聚醚醚酮轴瓦与所述止推陶瓷轴套之间构成轴向间隙；所述止推聚醚醚酮轴瓦的滑动摩擦面设置有止推液腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗冲击滑动主轴装置，包括轴芯和双侧对称设置的径向-止推轴承；所述轴芯中部设置有扩径部，该扩径部形成两侧轴肩；其特征在于，两侧所述轴肩的端面均设置有止推槽；
所述径向-止推轴承包括径向陶瓷轴套、径向聚醚醚酮轴瓦、轴瓦衬套、止推陶瓷轴套和止推聚醚醚酮轴瓦；
所述止推陶瓷轴套安装于所述止推槽内，所述轴芯对所述止推陶瓷轴套的非摩擦面包容；所述径向陶瓷轴套以所述止推陶瓷轴套为基准装配于所述轴芯；
所述轴瓦衬套设置有径向内孔和止推内孔；所述径向聚醚醚酮轴瓦安装于所述径向内孔，且所述径向聚醚醚酮轴瓦与所述径向陶瓷轴套构成径向间隙；所述止推聚醚醚酮轴瓦安装于所述止推内孔，且所述止推聚醚醚酮轴瓦与所述止推陶瓷轴套之间构成轴向间隙；所述止推聚醚醚酮轴瓦的滑动摩擦面设置有止推液腔。


2.根据权利要求1所述的一种抗冲击滑动主轴装置，其特征在于，所述轴瓦衬套外侧设置有用于安装外置节流器的节流器安装孔；所述轴瓦衬套内部设置有供液孔和径向进液孔；所述节流器安装孔与所述供液孔相连通，所述供液孔通过所述径向进液孔与所述径向聚醚醚酮轴瓦的径向液腔连通；
所述止推聚醚醚酮轴瓦设置有轴向进液孔和泄液环，所述轴向进液孔与所述供液孔和所述止推液腔分别相连通，所述泄液环与壳体的泄液结构相连通。


3.根据权利要求2所述的一种抗冲击滑动主轴装置，其特征在于，所述轴瓦衬套设置有凸缘部，所述凸缘部外侧露出于壳体，并且所述节流器安装孔设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟雅琪，闫帅，林彬，王玉果，门士超，王春深，张忠江，邹鸿博，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12