一种水悬浮轴承制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轴承。它由水质液压站和悬浮轴承单元两部分构成，其中，悬浮轴承单元采用水作为悬浮介质，悬浮轴承单元含主轴、轴承套、轴承外套，其中，主轴与轴承套之间围成水介质压力腔，且轴承外套上设有压力水进口，轴承套上设有与压力水进口相通的水介质通道，轴承套的内侧设有至少三组对中分布的水介质压力深腔和压力浅腔，轴承套上的每组水介质压力深腔上还设有进水节流小孔。由于采用水济作为悬浮轴承的介质，它能有效减少悬浮轴承液态膜的阻力，又加上水济的散热效果好，可以有效解决超高速悬浮轴承和普通悬浮轴承的散热问题，水悬浮轴承可以广泛应用于精密机床主轴、精密检测设备的旋转部位，以及有超高速高精度要求的主轴。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种广泛应用于机械制造行业的各种精密机床 和检测设备的一种轴承。
技术介绍
轴承作为各类机电产品配套与维修的重要机械基础件，具有摩 擦力小、易于启动、升速迅速、结构紧凑、"三化"(标准化、系 列化、通用化)水平高、适应现代各种机械要求的工作性能和使用 寿命长以及维修保养简便等特点，其性能、水平和质量对主机的精 度和性能有着直接的影响，广泛应用于国民经济的各个领域。1772年，英国的C.瓦洛设计制造球轴承，并装在邮车上试用。 1794年，英国的P.沃思取得球轴承的专利。19世纪中叶，欧洲随 着轴承材料、润滑剂和机械制造工艺方面的进步，开始有了比较完 善的滑动轴承。1881年，德国的H.R.赫兹发表关于球轴承接触应 力的论文。在赫兹成就的基础上，德国的R.施特里贝克、瑞典的 A.帕姆格伦等人又进行了大量的试验，对发展滚动轴承的设计理论 和疲劳寿命计算作出了贡献。1883年，俄国的N.P.彼得罗夫应用 牛顿粘性定律计算轴承摩擦，同年英国的B.托尔在测定车辆轴承 的摩擦系数时发现核潜艇用轴承中有油膜压力存在，并测出油膜压 力分布曲线。1886年，英国的雷诺对托尔的发现进行了数学分析， 导出了雷诺方程，从此奠定了流体动压润滑理论的基础。20世纪60年代后，弹性流体动压润滑理论逐渐成熟，按这一理论设计滚 动轴承使寿命大为增加。轴承的种类很多，按其所能承受的载荷方向可分为①径向轴 承，又称向心轴承，承受径向载荷。②止推轴承，又称推力轴承， 承受轴向载荷。③径向止推轴承，又称向心推力轴承，同时承受径 向载荷和轴向载荷。按轴承工作的摩擦性质不同可分为滑动摩擦轴 承(简称滑动轴承)和滚动摩擦轴承(简称滚动轴承)两大类。传统的滚动体轴承可以达到高转速的要求，但主轴单元的精度很 难达到高精度的要求，而且会随着使用的增长导致滚动体的摩损而使 主轴精度下降，不能满足高速磨床的使用要求，目前国内的磨床主轴 系统一般不采用滚动轴承这种形式。传统的静压轴承已经普遍应用在磨床等精密机床的主轴上，对于 一般转速和精密的要求也能够满足使用，但静压轴承由液压站提供的 具有一定压力的主轴油使轴承处于工作状态下，主轴油具有一定的粘 度，在受压力状态下工作时发热严重，使得主轴的工作转速受到了很 大的限制，不能满足磨床高速和高精度的使用要求。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种采用水济作为悬浮轴承的介质， 它能有效减少悬浮轴承液态膜的阻力，又加上水济的散热效果好，可 以有效解决超高速悬浮轴承和普通悬浮轴承的散热问题。本技术的技术方案是通过以下途径实现的，水悬浮轴承由水 质液压站1和悬浮轴承单元两部分构成，其中，悬浮轴承单元采用水作为悬浮介质，悬浮轴承单元含主轴2、轴承套3、轴承外套4，其 中，主轴2与轴承套3之间围成水介质压力腔7，且轴承外套4上设 有压力水进口 8，轴承套3上设有与压力水进口 8相通的水介质通道 9，轴承套3的内侧设有至少三组对中分布的水介质压力深腔12和水 介质压力浅腔13，此外，轴承套3上的每组水介质压力深腔12上还 设有进水节流小孔14。本技术由于采用水济作为悬浮轴承的介质，它能有效减少悬 浮轴承液态膜的阻力，又加上水济的散热效果好，可以有效解决超高 速悬浮轴承和普通悬浮轴承的散热问题。以主轴直径为4> 100mm的水 悬浮轴承为例，具有以下性能指标1、主轴的径向跳动《0.002ram， 轴向窜动《0.003mm; 2、主轴的径向承载能力500N/u ，轴向承载 能力300N/u; 3、主轴转速10000 12000转/分；砂轮直径为4) 400mm，砂轮线速度为200米/秒；4、主轴单元系统温升低于25° C， 工作温度低于55° C; 5、主轴单元系统稳定性能好；6、有利于环保 和节约资源，水济非常利于环保而成本低，对环境无污染。水悬浮轴 承可以广泛应用于精密机床主轴、精密检测设备的旋转部位，以及有 超高速高精度要求的主轴。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为实施例1的结构示意图。图3为实施例1水介质压力腔的展开图。图4为实施例2的结构示意图。图5为实施例2水介质压力腔的结构示意图。其中水质液压站l、主轴2、轴承套3、轴承外套4，高压软管 5、回水管6、水介质压力腔7、压力水进口8，水介质通道9，压力 右腔IO、压力左腔ll、水介质压力深腔12、水介质压力浅腔13、进 水节流小孔14。具体实施方式以下结合附图详细描述本技术的具体实施方式。 本技术是以滑动轴承为基础而研发出来的，本技术技术 方案包含以下三个方面1、借助于液压系统强制性地把水济送入两 相对滑动的轴承工作表面之间，利用水液的静压力将主轴均匀地悬浮 起来，消除启动时产生的机械摩擦；2、依靠主轴旋转时所产生的动 压力，使系统具有更大的承载能力而具有回转精度高、刚度大、抗振 性好的特点；3、充分利用水液摩擦系数小及良好的散热性辅之以制 冷处理解决好主轴在6000转/分以上时冷却问题。如图1所示，本技术由水质液压站1和悬浮轴承单元两部分 构成，其中，悬浮轴承单元采用水作为悬浮介质，并在水中添加防腐 和防尘淀的添加剂，对于添加剂的要求是能溶于水，且不产生沉淀。 悬浮轴承单元含主轴2、轴承套3、轴承外套4，其中，主轴2与轴 承套3之间围成水介质压力腔7，间隙大小为0.015 0.06毫米，且 轴承外套4上设有压力水进口 8,轴承套3上设有与压力水进口 8相 通的水介质通道9，如图3所示，轴承套3的内侧设有至少三组对中 分布的水介质压力深腔12和水介质压力浅腔13，此外，轴承套3上的每组水介质压力深腔12上还设有进水节流小孔14。进水节流小孔 14与水介质压力深腔12相通。下面以径向轴承和轴向轴承为例进行详细描述。 图2为水悬浮径向轴承结构图(实施例1)、这种水悬浮轴承的 工作原理为水济由水箱加泵产生压力，泵前有粗过滤器，泵后有精 过滤器对水介质进行两级过滤保证水介质无杂物，并在水中添加防腐 和防沉淀的添加剂，对于添加剂的要求是能溶于水，且不产生沉淀。 压力水经过溢流阀对系统压力进行调整后提供给水悬浮轴承外套4 进水口 ，再经过轴承外套4与轴承套3间的水道9和节流孔14进入 水介质压力腔7，使主轴2悬浮于轴承套3内而形成水悬浮轴承。在 主轴2未转动时使主轴2悬浮于轴承套3内，上浮量大于0. 006mm， 当主轴2在外驱动力作用下旋转起来，在水悬浮轴承的水介质压力腔 内形成动态压力，主轴2的径向精度跳动《0. 002mm,在高转速时可以 达到旋转精度0.0005mm，主轴2与轴承套3的内孔配合间隙为 0. 015 0. 06mm，其深、浅压力腔的结构见图3所示，深、浅压力腔由 不少于三组组成，根据轴直径的大小和轴的转速确定，压力深腔12 的深度为0. 2 lmm，压力浅腔13的深度为0. 015 0. 035mm，腔的长 度比轴承的长度少8 20mm且对中分布，轴承套3上的每组水介质压 力深腔12上还设有进水节流小孔14，压力进水节流小孔14为0. 5 2. 5mm。图4为水悬浮轴向轴承结构示意图(实施例2)。主轴2的轴向 精度跳动《0.003mm，轴向轴承与轴肩的配合间隙为0.015 0.08，其压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水悬浮轴承，由水质液压站（１）和悬浮轴承单元两部分构成，其特征在于：悬浮轴承单元含主轴（２）、轴承套（３）、轴承外套（４），其中，主轴（２）与轴承套（３）之间围成水介质压力腔（７），且轴承外套（４）上设有压力水进口（８），轴承套（３）上设有与压力水进口（８）相通的水介质通道（９），轴承套（３）的内侧设有至少三组对中分布的水介质压力深腔（１２）和水介质压力浅腔（１３），此外，轴承套（３）上的每组水介质压力深腔（１２）上还设有进水节流小孔（１４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林厚波，吴杰，鲁祖荣，余军，康贵利，
申请(专利权)人：湖南普来得机械技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[]