液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴制造技术

本发明专利技术提供一种液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴，包括旋转主轴、第一缸体和第二缸体，旋转主轴的中间部位形成有轴肩，第一缸体与第二缸体分别套装在旋转主轴上位于轴肩的两侧，在第一缸体与旋转主轴之间及第二缸体与旋转主轴之间分别建立有用于实现静压支撑密封的静压轴承，在第一缸体上和第二缸体上还分别固定有用于为静压轴承提供静压油液的单向薄膜反馈节流器。与现有技术相比，本发明专利技术采用静压支撑技术，可使旋转主轴旋转时无机械摩擦，而采用薄膜反馈节流器，能够提供可变刚度，随着负载的增加，刚度随之增加，进一步加大静压油腔的压力差，平衡旋转主轴的负载，使旋转主轴恢复到原始位置，提高静压主轴的回转精度。转精度。转精度。

【技术实现步骤摘要】
液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴


[0001]本专利技术涉及静压主轴
，特别涉及一种液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴。

技术介绍

[0002]高转速、高刚度的机床主轴是目前机床行业的主要发展方向，但传统的机床主轴受限于材料、设计理念及工艺处理，只能采用以陶瓷轴承的为主的机床主轴，机床主轴与轴承之间会产生机械摩擦，受轴承本身寿命和间隙的制约，机床主轴的转速与回转精度均受到限制，致使传统的机床主轴在高转速与高刚度上不可兼得。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴，以解决传统的机床主轴在高转速与高刚度上不可兼得的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0005]本专利技术提供的液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴，包括：旋转主轴、第一缸体和第二缸体，旋转主轴的中间部位形成有轴肩，第一缸体与第二缸体分别套装在旋转主轴上位于轴肩的两侧，在第一缸体与旋转主轴之间及第二缸体与旋转主轴之间分别建立有用于实现静压支撑密封的静压轴承，在第一缸体上和第二缸体上还分别固定有用于为静压轴承提供静压油液的单向薄膜反馈节流器。
[0006]优选地，静压轴承包括开设在第一缸体上和第二缸体上的呈径向对称分布的主轴静压油腔和轴肩静压油腔，在主轴静压油腔内和轴肩静压油腔内分别充入有静压油液，使旋转主轴与第一缸体之间、旋转主轴与第二缸体之间分别形成静压油膜。
[0007]优选地，主轴静压油腔分别开设在第一缸体和第二缸体与旋转主轴的主轴配合面上，轴肩静压油腔分别开设在第一缸体和第二缸体与旋转主轴的轴肩配合面上。
[0008]优选地，单向薄膜反馈节流器包括节流器壳体、节流圆盘和弹性膜片，在节流圆盘的顶面形成有沉台，在沉台上开设有油槽，在节流圆盘内分别开设有外部进油孔、静压油腔进油孔和狭缝节流环，弹性膜片安装到节流圆盘的沉台处并与节流圆盘一起安装到节流器壳体上，油槽与弹性膜片围成弹性膜片下腔，节流器壳体与弹性膜片围成弹性膜片上腔，弹性膜片上腔与外部进油孔相连通，弹性膜片下腔分别与静压油腔进油孔、狭缝节流环、主轴静压油腔、轴肩静压油腔相连通。
[0009]优选地，在第一缸体上开设有进油口，在第二缸体上开设有泄油口，在第一缸体内和第二缸体内分别开设有进油回路和泄油回路，进油口与单向薄膜反馈节流器的供油口相连通，单向薄膜反馈节流器的出油口通过进油回路分别与主轴静压油腔和轴肩静压油腔相连通，主轴静压油腔与轴肩静压油腔还通过泄油回路分别与泄油口相连通。
[0010]优选地，在第一缸体上和第二缸体上还分别加工有冷却水槽和循环水路，在冷却水槽内安装有水槽密封端盖，在第一缸体上加工有冷却水进水口，在第二缸体上加工有冷
却水回水口，冷却水进水口通过循环水路与冷却水回水口相连通。
[0011]优选地，在冷却水槽上加工有密封圈沟槽，在密封圈沟槽内安装有密封圈，实现冷却水槽与水槽密封端盖之间的密封。
[0012]优选地，旋转主轴为中空结构。
[0013]优选地，在旋转主轴的两端加工有定位止口。
[0014]与现有的机床主轴相比，本专利技术采用静压支撑技术，在旋转主轴与缸体之间建立静压轴承，使旋转主轴与缸体之间形成静压油膜，保证旋转主轴与缸体之间无机械摩擦，并采用单向薄膜反馈节流器为静压轴承的静压腔提供静压油液，单向薄膜反馈节流器为可变液阻节流器，单向薄膜反馈节流器的弹性膜片随着负载压力的增大而变形，从而改变单向薄膜反馈节流器的液阻，提高静压油膜的刚度，并使旋转主轴中心的偏心距保持不变，从而获得更高的回转精度。
附图说明
[0015]图1是根据本专利技术一个实施例的液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴的整体结构示意图；
[0016]图2是根据本专利技术一个实施例的液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴的剖视结构示意图；
[0017]图3是根据本专利技术一个实施例的单向薄膜反馈节流器的结构示意图。
[0018]其中的附图标记包括：旋转主轴1、第一缸体2、第二缸体3、单向薄膜反馈节流器4、水槽密封端盖5、主轴静压油腔6、轴肩静压油腔7、进油口8、泄油口9、密封圈10、节流器壳体11、节流圆盘12、弹性膜片13、外部进油孔14、静压油腔进油孔15、狭缝节流环16、弹性膜片下腔17、弹性膜片上腔18、O型圈19。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0020]图1和图2分别示出了根据本专利技术一个实施例的液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴的整体结构和剖视结构。
[0021]如图1和图2所示，本专利技术实施例提供的液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴，包括：旋转主轴1、第一缸体2、第二缸体3、单向薄膜反馈节流器4和水槽密封端盖5；其中，旋转主轴1的中间部位形成有轴肩，第一缸体2与第二缸体3分别套装在旋转主轴1上位于轴肩的两侧，在第一缸体2与旋转主轴1之间及第二缸体3与旋转主轴1之间分别建立有用于实现静压支撑密封的静压轴承，单向薄膜反馈节流器4固定在第一缸体2上和第二缸体3上，用于为静压轴承提供静压油液。在第一缸体2与第二缸体3上分别开设有密封槽，通过O型圈19对第一缸体2与第二缸体3之间进行油液密封。
[0022]本专利技术中的高刚度液体静压主轴采用液体静压支撑技术，使旋转主轴1与第一缸体2之间、旋转主轴1与第二缸体3之间建立静压轴承，形成静压油膜，保证旋转主轴1与第一缸体2之间、旋转主轴1与第二缸体3之间无任何机械摩擦，实现旋转主轴1的高转速与长寿
命。采用单向薄膜反馈节流器4为静压轴承的油腔提供静压支撑力，并通过单向薄膜反馈节流的方式提高静压轴承的油膜刚度，使其在特定油压下，随着旋转主轴1受侧向负载的增大，单向薄膜反馈节流器4的液阻随之降低，进一步加大油腔压力的平衡载荷，并使旋转主轴1又恢复到原始位置，提高旋转主轴1的油膜刚度，并使旋转主轴1中心的偏心距保持不变，从而获得更高的回转精度。
[0023]由于采用静压轴承作为旋转主轴1的旋转导向与密封，在其油膜刚度允许的范围内，增加负载并不影响旋转主轴1的转速，旋转主轴1所受的摩擦力矩紧取决于油液的黏度。
[0024]旋转主轴1采用中空结构，在其前后两端分别加工有定位止口，在保证强度的同时减小运动质量，旋转主轴1的外表面采用热喷涂工艺并进行磨光处理，具有加工精度高，使用寿命长的优点。
[0025]在第一缸体2与旋转主轴1的主轴配合面上开设有至少四个呈径向对称分布的主轴静压油腔6，在每个主轴静压油腔6内分别充入有静压油液，在第一缸体2与旋转主轴1之间形成静压油膜，从而沿旋转主轴1的轴向建立静压轴承。
[0026]在第一缸体2与旋转主轴1的轴肩配合面上开设有至少两个呈径向对称分布的轴肩静压油腔7，在每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴，其特征在于，包括：旋转主轴、第一缸体和第二缸体，所述旋转主轴的中间部位形成有轴肩，所述第一缸体与所述第二缸体分别套装在所述旋转主轴上位于所述轴肩的两侧，在所述第一缸体与所述旋转主轴之间及所述第二缸体与所述旋转主轴之间分别建立有用于实现静压支撑密封的静压轴承，在所述第一缸体上和所述第二缸体上还分别固定有用于为所述静压轴承提供静压油液的单向薄膜反馈节流器。2.根据权利要求1所述的液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴，其特征在于，所述静压轴承包括开设在所述第一缸体上和所述第二缸体上的呈径向对称分布的主轴静压油腔和轴肩静压油腔，在所述主轴静压油腔内和所述轴肩静压油腔内分别充入有静压油液，使所述旋转主轴与所述第一缸体之间、所述旋转主轴与所述第二缸体之间分别形成静压油膜。3.根据权利要求2所述的液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴，其特征在于，所述主轴静压油腔分别开设在所述第一缸体和所述第二缸体与所述旋转主轴的主轴配合面上，所述轴肩静压油腔分别开设在所述第一缸体和所述第二缸体与所述旋转主轴的轴肩配合面上。4.根据权利要求2或3所述的液控机械反馈式单向薄膜节流高刚度静压主轴，其特征在于，所述单向薄膜反馈节流器包括节流器壳体、节流圆盘和弹性膜片，在所述节流圆盘的顶面形成有沉台，在所述沉台上开设有油槽，在所述节流圆盘内分别开设有外部进油孔、静压油腔进油孔和狭缝节流环，所述弹性膜片安装到所述节流圆盘的沉台处并与所述节流圆盘一起安装到所述节流器壳体上，所述油槽与所述弹性膜片围成弹性膜片下腔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王澍，孙宝瑞，刘继彬，孔繁和，
申请(专利权)人：中机试验装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：