專利名稱：透平氣浮主軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速主軸，特別涉及利用流體靜力學(xué)原理使軸體穩(wěn)定處于非接觸式支撐的氣浮主軸，屬于能源和動力技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速加工作為先進(jìn)制造技術(shù)之一，在工業(yè)各部門特別是航空航天、汽車工業(yè)、PCB鉆孔和模具加工等領(lǐng)域獲得了十分廣泛的應(yīng)用。目前常用的高速主軸在結(jié)構(gòu)上分為兩類，即分離式高速主軸和內(nèi)裝式電主軸(又稱電主軸)。分離式高速主軸通過中間的傳動裝置(如皮帶、齒輪等)帶動軸體旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行工作，由于受其傳動機(jī)構(gòu)的影響，主軸速度的提高受到了一定限制。電主軸是將高速電機(jī)置于機(jī)床主軸部件內(nèi)部，通過交流變頻控制系統(tǒng)直接驅(qū)動軸體，使軸體獲得所需的工作速度和扭矩，與傳統(tǒng)的主軸傳動系統(tǒng)相比結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，不但省略了中間傳動環(huán)節(jié)引起的誤差，實現(xiàn)了電機(jī)對軸體的零間隙傳動，而且具有轉(zhuǎn)速高、功率大、剛性好、壽命長等優(yōu)點，能夠有效的降低傳動誤差和加工誤差對工件的影響，確保了機(jī)床系統(tǒng)高速運轉(zhuǎn)的可靠性，因此在高速、超高速精密加工中得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于電主軸的電動機(jī)位于主軸單元中，自然散熱條件較差，電動機(jī)在高速運轉(zhuǎn)過程中，電動機(jī)內(nèi)部功率損耗所產(chǎn)生的熱量及高速運轉(zhuǎn)的軸承由于摩擦產(chǎn)生的熱量很容易傳入軸體和殼體中使軸體及殼體產(chǎn)生熱位移，直接影響主軸的性能。而且，電主軸常見的潤滑方式是油霧潤滑和油氣潤滑，油霧潤滑中，潤滑油在混合室內(nèi)通過撞擊作用彌散成霧狀，與空氣混合為一體，然后進(jìn)入軸承，隨著壓縮空氣從軸承內(nèi)排出，大量的油霧也被攜帶出來，造成污染；油氣潤滑在國內(nèi)機(jī)床行業(yè)仍處于起步階斷，究竟如何選取油氣潤滑參數(shù)(包括空氣壓力、空氣流量、潤滑油量、潤滑油粘度、添加劑種類及添加比例等)才能達(dá)到最佳潤滑及冷卻效果，國內(nèi)還沒有積累比較成熟的經(jīng)驗。另外，由于電主軸在高頻窄波下工作，通常在其外殼產(chǎn)生強(qiáng)烈的感應(yīng)電流，因此需要采用特殊浸漆工藝及外殼接地的方法對定子進(jìn)行屏蔽，增加了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性。由于電主軸存在諸多缺陷，限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。氣浮主軸是利用空氣彈性墊作為支承的一種新型主軸，氣浮主軸中的軸承是用氣體代替油作為運動副潤滑劑，在主軸和軸承之間形成氣膜，使高速旋轉(zhuǎn)的軸體和靜止的軸承內(nèi)圈避免直接接觸。由于空氣具有粘度低、隨溫度變化小等特點，氣浮主軸在高速、低摩擦、高精度、熱穩(wěn)定性好、低振動、少污染及低成本等場合可以突破使用機(jī)械軸承所不能解決的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種透平氣浮主軸，該透平氣浮主軸不僅能高效的將氣體的焓值降低轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出，而且具有低摩擦、無磨損、無需內(nèi)加潤滑油、不產(chǎn)生電磁干擾、壽命長等優(yōu)點。本發(fā)明透平氣浮主軸，包括殼體和貫穿該殼體第一端部的軸體，所述殼體包括環(huán)形透平基座、連接在該透平基座第一端的設(shè)有進(jìn)氣孔的第一端蓋、和連接在該透平基座第二端的設(shè)有若干排氣孔的第二端蓋，第二端蓋構(gòu)成所述殼體的第一端部，所述第一端蓋與所述透平基座的第一端之間設(shè)置氣腔，所述殼體內(nèi)腔在所述軸體的中部安裝氣動透平機(jī)、且在軸體周圍的其余位置設(shè)置氣浮軸承，所述氣動透平機(jī)的透平定子和透平轉(zhuǎn)子對應(yīng)固連所述透平基座和所述軸體，所述透平基座和第二端蓋內(nèi)設(shè)置與所述氣腔連通的軸承氣道，所述透平基座內(nèi)還設(shè)置與所述氣腔 連通的若干透平氣道。優(yōu)選地，所述氣浮軸承包括設(shè)置在所述氣腔和所述軸體的一個端面之間的第一氣浮軸承、設(shè)置在所述第二端蓋內(nèi)所述軸體的軸肩處的第四氣浮軸承、以及位于透平轉(zhuǎn)子兩端的第二氣浮軸承和第三氣浮軸承，所述第一和第四氣浮軸承為孔式供氣推力軸承，所述第二和第三氣浮軸承為孔式供氣徑向軸承。優(yōu)選地，所述第二氣浮軸承和/或第三氣浮軸承為雙排孔供氣徑向軸承，每排孔包括均勻分布在該軸承的一個圓周上的若干第一節(jié)流器，所述殼體的內(nèi)壁設(shè)置與該軸承的雙排孔對應(yīng)的環(huán)形腔。優(yōu)選地，所述第二氣浮軸承和第三氣浮軸承采用環(huán)面節(jié)流的供氣方式，所述第一節(jié)流器由第一節(jié)流孔和設(shè)置于該第一節(jié)流孔外端的第一節(jié)流孔凹槽組成，整體呈T字形。優(yōu)選地，所述第一氣浮軸承為圓形平面推力軸承，所述第四氣浮軸承為圓環(huán)形平面推力軸承，第一氣浮軸承和第四氣浮軸承的端面設(shè)置相同數(shù)量的且均勻分布的復(fù)數(shù)個第
二節(jié)流器。優(yōu)選地，所述第一氣浮軸承和第四氣浮軸承采用小孔節(jié)流的供氣方式，所述第二節(jié)流器由第二節(jié)流孔、設(shè)置于第二節(jié)流孔一端的凹槽、以及設(shè)置于第二節(jié)流孔另一端的節(jié)流孔氣室組成，整體呈工字形。優(yōu)選地，所述第一氣浮軸承通過安裝于所述透平基座的軸承端蓋定位，所述第二氣浮軸承通過第一氣浮軸承和透平轉(zhuǎn)子定位，所述第四氣浮軸承通過第二端蓋的第一內(nèi)端面定位，所述第三氣浮軸承通過第四氣浮軸承和透平轉(zhuǎn)子定位，第一至第四氣浮軸承與所述軸體間隙配合。優(yōu)選地，所述透平定子上含有若干形狀相同的第一葉片，且相鄰兩個第一葉片之間形成收斂形噴嘴，該透平定子上所有的噴嘴組成定子噴嘴環(huán)；所述透平轉(zhuǎn)子上含有若干形狀相同的第二葉片，且相鄰兩個第二葉片之間形成收斂形噴嘴，該透平轉(zhuǎn)子上所有的噴嘴組成轉(zhuǎn)子噴嘴環(huán)，所述透平轉(zhuǎn)子上噴嘴的朝向與透平定子上噴嘴的朝向相反。優(yōu)選地，所述第二端蓋與所述透平轉(zhuǎn)子之間設(shè)置密封裝置，該密封裝置含密封擋圈和密封環(huán)，所述密封擋圈安裝在所述第二端蓋的第二內(nèi)端面與該第二內(nèi)端面密合，所述密封擋圈上設(shè)置與所述若干排氣孔對應(yīng)的若干過孔，并在該若干過孔內(nèi)安裝防塵罩，所述密封環(huán)設(shè)置在所述密封擋圈和所述透平轉(zhuǎn)子之間。優(yōu)選地，所述軸體第二端的中心孔中設(shè)置彈性套，且該軸體第二端的外周螺接鎖緊套，磨頭或鉆頭通過該彈性套和該鎖緊套與所述軸體連接。本發(fā)明透平氣浮主軸以壓縮空氣為潤滑劑和工質(zhì)，當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入軸承后將軸體托起，軸體旋轉(zhuǎn)時空氣起到潤滑作用；氣體在氣動透平機(jī)中流過時，氣體的可用焓降轉(zhuǎn)變成透平轉(zhuǎn)子的機(jī)械能并驅(qū)動軸體高速轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動磨頭或鉆頭旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)動力的直接輸出。上述能量利用方式及結(jié)構(gòu)特點，使得本發(fā)明透平氣浮主軸不但具有低摩擦、無磨損、無需內(nèi)加潤滑油及工作壽命長等優(yōu)點，而且具有能量利用率高、效率高、轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)動平穩(wěn)等顯著優(yōu)點，在數(shù)控機(jī)床、PCB板鉆孔、高速小孔磨床等工業(yè)自動化領(lǐng)域和氣動工具中具有廣泛的應(yīng)用前景，是新一代的高效氣浮主軸。


圖1為本發(fā)明一個實施例透平氣浮主軸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為其第一氣浮軸承的節(jié)流器布置示意圖。圖3為其第一氣浮軸承的節(jié)流器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為其第二氣浮軸承和第三氣浮軸承的節(jié)流器布置示意圖。圖5為其第二氣浮軸承和第三氣浮軸承的節(jié)流器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為其第四氣浮軸承的節(jié)流器布置示意圖。圖7為其氣動透平機(jī)的葉型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)和工作過程作進(jìn)一步的說明。參照圖1，本透平氣浮主軸包括殼體、貫穿該殼體第一端部(即圖I中的右端部)的軸體11、以及氣動透平機(jī)。殼體由環(huán)形透平基座8、連接在透平基座8第一端的第一端蓋2和連接在透平基座8第二端的第二端蓋16組成，第二端蓋16構(gòu)成殼體的所述第一端部，第一端蓋2與透平基座8的第一端之間設(shè)置氣腔3，第一端蓋2設(shè)置與氣腔3連通的進(jìn)氣孔I，第二端蓋16上設(shè)置若干排氣孔14，若干排氣孔14最好均勻分布在軸體11周圍；殼體內(nèi)腔在軸體11的中部安裝氣動透平機(jī)、且在軸體11周圍的其余位置設(shè)置氣浮軸承，氣動透平機(jī)采用反擊式氣動透平機(jī)，包括透平定子10和透平轉(zhuǎn)子9，透平定子10與透平基座8固連，透平轉(zhuǎn)子9與軸體11固連；透平基座8和第二端蓋16內(nèi)設(shè)置與氣腔3連通的軸承氣道，透平基座8內(nèi)還設(shè)置與氣腔3連通的若干透平氣道7。其中，氣浮軸承包括第一氣浮軸承5、第二氣浮軸承6、第三氣浮軸承13和第四氣浮軸承15，第一氣浮軸承5采用孔式供氣推力軸承，設(shè)置在氣腔3和軸體11的左端面之間，其上的節(jié)流器通過第一軸承氣道30與氣腔3連通；第二氣浮軸承6和第三氣浮軸承13采用孔式供氣徑向軸承，分別設(shè)置在透平轉(zhuǎn)子9的兩端并分別通過第二軸承氣道29和第三軸承氣道22與軸承主氣道27連通、進(jìn)而與氣腔3連通；第四氣浮軸承15也采用孔式供氣推力軸承，設(shè)置在第二端蓋16內(nèi)軸體11的軸肩處，并依次通過第四軸承氣道20和軸承主氣道27與氣腔3連通。第一氣浮軸承5通過安裝于透平基座8的軸承端蓋4定位，第二氣浮軸承6通過第一氣浮軸承5和透平轉(zhuǎn)子9定位，第四氣浮軸承15通過第二端蓋16的第一內(nèi)端面定位，第三氣浮軸承13通過第四氣浮軸承15和透平轉(zhuǎn)子9定位，第一至第四氣浮軸承與軸體11間隙配合。參照圖2和圖3，第一氣浮軸承5為圓形平面推力軸承，第一氣浮軸承5的端面均勻地設(shè)置六個第二節(jié)流器5’。為了保證軸承的承載能力及軸向剛度，第一氣浮軸承5采用小孔節(jié)流的供氣方式，第二節(jié)流器5’由第二節(jié)流孔32、設(shè)置于第二節(jié)流孔32 —端的凹槽31、以及設(shè)置于第二節(jié)流孔32另一端的節(jié)流孔氣室33組成，整體呈工字形?？梢岳斫獾兀谝粴飧≥S承5也可以設(shè)置少于六個第二節(jié)流器或更多的第二節(jié)流器，且第二節(jié)流器的形狀和構(gòu)造也可根據(jù)需要進(jìn)行變換。參照圖4和圖5，第二氣浮軸承6和第三氣浮軸承13為雙排孔供氣徑向軸承，每排孔包括均勻分布在該軸承的一個圓周上的八個第一節(jié)流器(6’)，軸體11的殼體內(nèi)壁設(shè)置與第二氣浮軸承6的雙排孔對應(yīng)的第一環(huán)形腔28、以及與第三氣浮軸承13的雙排孔對應(yīng)的第二環(huán)形腔21。 為了保證軸承性能的穩(wěn)定和 降低加工難度，第二氣浮軸承6和第三氣浮軸承13均采用環(huán)面節(jié)流的供氣方式，它們的第一節(jié)流器(6’ )由第一節(jié)流孔35和設(shè)置于該第一節(jié)流孔35外端的第一節(jié)流孔凹槽34組成，整體呈T字形?？梢岳斫獾兀诙飧≥S承6和第三氣浮軸承13也可以設(shè)置少于八個第一節(jié)流器或設(shè)置更多的第一節(jié)流器，且第一節(jié)流器的形狀和構(gòu)造也可根據(jù)需要進(jìn)行變換。參照圖6，第四氣浮軸承15為圓環(huán)形平面推力軸承，第四氣浮軸承15的端面均勻地設(shè)置六個第二節(jié)流器5’。為了保證軸承的承載能力及軸向剛度，第四氣浮軸承15也采用小孔節(jié)流的供氣方式，第四氣浮軸承15的第二節(jié)流器5’的構(gòu)造與第一氣浮軸承5上的第二節(jié)流器5’的構(gòu)造相同，此處不在說明。第一氣浮軸承5和第四氣浮軸承15的第二節(jié)流器的個數(shù)最好相等。參照圖7，透平定子10上含有若干形狀相同的第一葉片39，且相鄰兩個第一葉片39之間形成收斂形噴嘴40，透平定子10上所有的噴嘴40組成定子噴嘴環(huán)；透平轉(zhuǎn)子9上含有若干形狀相同的第二葉片42，且相鄰兩個第二葉片42之間形成收斂形噴嘴41，透平轉(zhuǎn)子9上所有的噴嘴41組成轉(zhuǎn)子噴嘴環(huán)，透平轉(zhuǎn)子9上噴嘴41的朝向與透平定子10上噴嘴40的朝向相反。參照圖I，為了進(jìn)一步提高主軸的性能，在第二端蓋16與透平轉(zhuǎn)子9之間還設(shè)置了密封裝置，該密封裝置含密封擋圈24和密封環(huán)26，密封擋圈24通過螺釘23安裝在第二端蓋16的第二內(nèi)端面與該第二內(nèi)端面密合，密封擋圈24上設(shè)置與若干排氣孔15對應(yīng)的若干過孔，并在該若干過孔內(nèi)安裝防塵罩12，密封環(huán)26設(shè)置在密封擋圈24和透平轉(zhuǎn)子9之間。密封環(huán)26的左端面與透平轉(zhuǎn)子9的右端平齊，其右端面與密封擋圈24的左端面相密合，密封環(huán)能26能夠進(jìn)一步保證氣體流經(jīng)透平定子10與透平轉(zhuǎn)子9之間的流道從而推動透平轉(zhuǎn)子9旋轉(zhuǎn)。軸體11第二端的中心孔中設(shè)置彈性套17，且軸體11第二端的外周螺接鎖緊套18，磨頭或鉆頭19通過彈性套17和鎖緊套18與軸體11連接。彈性套17可以實現(xiàn)軸體11和磨頭旋轉(zhuǎn)軸線的自動對齊。為了達(dá)到較佳的性能，透平基座8上的若干透平氣道7最好均勻分布在軸體11的周圍，透平基座8和第二端蓋16的軸承氣道也最好均勻分布在軸體11的周圍。本透平氣浮主軸的軸體11是由設(shè)置在機(jī)器中部的氣動透平機(jī)驅(qū)動并通過第一至第四氣浮軸承支撐；由進(jìn)氣孔I通入氣腔3的高壓氣體作用有兩個，一是進(jìn)入軸體11與氣浮軸承之間的間隙將軸體11托起，使軸體11浮在氣浮軸承和透平轉(zhuǎn)子9組成的密閉空間中，當(dāng)軸體11高速旋轉(zhuǎn)時起潤滑作用；二是推動透平轉(zhuǎn)子9轉(zhuǎn)動，從而帶動軸體11旋轉(zhuǎn)，將氣體的焓值降低轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出。
根據(jù)上述原理，起氣浮作用的氣體，一部分通過軸承端蓋4上的第一軸承氣道30和第一氣浮軸承5的節(jié)流器進(jìn)入軸體11與第一氣浮軸承5之間的間隙；一部分氣體依次通過軸承主氣道27和第二軸承氣道29進(jìn)入第一環(huán)形腔28，進(jìn)而通過第二氣浮軸承6的節(jié)流器進(jìn)入軸體11與第二氣浮軸承6之間的間隙；一部分氣體依次通過軸承主氣道27和第三軸承氣道22進(jìn)入第二環(huán)形腔21，進(jìn)而通過第三氣浮軸承13的節(jié)流器進(jìn)入軸體11與第三氣浮軸承13之間的間隙；一部分氣體通過軸承主氣道27進(jìn)入第四軸承氣道20，進(jìn)而通過第四氣浮軸承15的節(jié)流器進(jìn)入軸體11與第四氣浮軸承15之間的間隙。氣體將軸體11托起，使軸體11懸浮在第一至第四氣浮軸承和透平轉(zhuǎn)子9組成的密閉空間中。
起能量轉(zhuǎn)換作用的氣體，通過透平氣道7到達(dá)透平機(jī)。透平定子10上的第一葉片39和透平轉(zhuǎn)子9上的第二葉片42的流道設(shè)計成收縮型，氣體首先流經(jīng)透平定子10上的第一葉片39的流道，在葉片流道中氣體熱力學(xué)能和壓力能所組成的焓值降低轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的動能，經(jīng)過加速的氣體以特定的角度流入到透平轉(zhuǎn)子上的第二葉片42的流道中，氣體在透平轉(zhuǎn)子上的第二葉片42的流道中進(jìn)行第二次可用焓降能量的轉(zhuǎn)換，并對透平轉(zhuǎn)子的第二葉片42產(chǎn)生一個反向的作用力以推動透平轉(zhuǎn)子9旋轉(zhuǎn)，透平轉(zhuǎn)子9帶動軸體11旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了氣體能量與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。做功后的氣體進(jìn)入透平轉(zhuǎn)子9與第二端蓋16之間的第三環(huán)形腔25，進(jìn)而通過排氣孔14排出殼體外。本透平氣浮主軸從能量轉(zhuǎn)換的角度來看，是將氣體工質(zhì)的可用焓降轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；從結(jié)構(gòu)上看，本透平氣浮主軸內(nèi)含氣浮軸承和反擊式氣動透平機(jī)，上述能量利用方式的原理及結(jié)構(gòu)特點，使得本透平氣浮主軸不但避免了分離式高速主軸中間的傳動裝置(如皮帶、齒輪等)，而且避免了電主軸需要的機(jī)械潤滑裝置和電磁屏蔽裝置等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。本透平氣浮主軸不僅具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、低摩擦、無磨損、無需內(nèi)加潤滑油、無污染、工作壽命長及易維護(hù)等優(yōu)點，而且具有能量利用率高、效率高、轉(zhuǎn)速高、回轉(zhuǎn)精度高、功率密度大等顯著優(yōu)點，在工業(yè)自動化領(lǐng)域和氣動工具中具有廣泛的應(yīng)用前景，是新一代的高效氣浮主軸。
權(quán)利要求
1.一種透平氣浮主軸，包括殼體和貫穿該殼體第一端部的軸體(11)，其特征在于所述殼體包括環(huán)形透平基座(8)、連接在該透平基座第一端的設(shè)有進(jìn)氣孔(I)的第一端蓋(2)、和連接在該透平基座第二端的設(shè)有若干排氣孔(14)的第二端蓋(16)，第二端蓋構(gòu)成所述殼體的第一端部，所述第一端蓋與所述透平基座的第一端之間設(shè)置氣腔(3)，所述殼體內(nèi)腔在所述軸體的中部安裝氣動透平機(jī)、且在軸體周圍的其余位置設(shè)置氣浮軸承，所述氣動透平機(jī)的透平定子(10)和透平轉(zhuǎn)子(9)對應(yīng)固連所述透平基座和所述軸體，所述透平基座和第二端蓋內(nèi)設(shè)置與所述氣腔連通的軸承氣道，所述透平基座內(nèi)還設(shè)置與所述氣腔連通的若干透平氣道(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平氣浮主軸，其特征在于所述氣浮軸承包括設(shè)置在所述氣腔(3)和所述軸體的一個端面之間的第一氣浮軸承(5)、設(shè)置在所述第二端蓋內(nèi)所述軸體的軸肩處的第四氣浮軸承(15)、以及位于透平轉(zhuǎn)子兩端的第二氣浮軸承(6)和第三氣浮軸承(13)，所述第一和第四氣浮軸承為孔式供氣推力軸承，所述第二和第三氣浮軸承為孔式供氣徑向軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透平氣浮主軸，其特征在于所述第二氣浮軸承(6)和/或第三氣浮軸承(13)為雙排孔供氣徑向軸承，每排孔包括均勻分布在該軸承的一個圓周上的若干第一節(jié)流器(6’)，所述殼體的內(nèi)壁設(shè)置與該軸承的雙排孔對應(yīng)的環(huán)形腔(28和/或21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透平氣浮主軸，其特征在于所述第二氣浮軸承和第三氣浮軸承采用環(huán)面節(jié)流的供氣方式，所述第一節(jié)流器由第一節(jié)流孔(35)和設(shè)置于該第一節(jié)流孔外端的第一節(jié)流孔凹槽(34)組成，整體呈T字形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透平氣浮主軸，其特征在于所述第一氣浮軸承(5)為圓形平面推力軸承，所述第四氣浮軸承為圓環(huán)形平面推力軸承，第一氣浮軸承和第四氣浮軸承的端面設(shè)置相同數(shù)量的且均勻分布的復(fù)數(shù)個第二節(jié)流器(5’)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透平氣浮主軸，其特征在于所述第一氣浮軸承和第四氣浮軸承采用小孔節(jié)流的供氣方式，所述第二節(jié)流器由第二節(jié)流孔(32)、設(shè)置于第二節(jié)流孔一端的凹槽(31)、以及設(shè)置于第二節(jié)流孔另一端的節(jié)流孔氣室(33)組成，整體呈工字形。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透平氣浮主軸，其特征在于所述第一氣浮軸承通過安裝于所述透平基座的軸承端蓋(4)定位，所述第二氣浮軸承通過第一氣浮軸承和透平轉(zhuǎn)子定位，所述第四氣浮軸承通過第二端蓋的第一內(nèi)端面定位，所述第三氣浮軸承通過第四氣浮軸承和透平轉(zhuǎn)子定位，第一至第四氣浮軸承與所述軸體間隙配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平氣浮主軸，其特征在于所述透平定子上含有若干形狀相同的第一葉片(39)，且相鄰兩個第一葉片之間形成收斂形噴嘴(40)，該透平定子上所有的噴嘴組成定子噴嘴環(huán)；所述透平轉(zhuǎn)子上含有若干形狀相同的第二葉片(42)，且相鄰兩個第二葉片之間形成收斂形噴嘴(41)，該透平轉(zhuǎn)子上所有的噴嘴組成轉(zhuǎn)子噴嘴環(huán)，所述透平轉(zhuǎn)子上噴嘴的朝向與透平定子上噴嘴的朝向相反。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平氣浮主軸，其特征在于所述第二端蓋與所述透平轉(zhuǎn)子之間設(shè)置密封裝置，該密封裝置含密封擋圈(24)和密封環(huán)(26)，所述密封擋圈安裝在所述第二端蓋的第二內(nèi)端面與該第二內(nèi)端面密合，所述密封擋圈上設(shè)置與所述若干排氣孔對應(yīng)的若干過孔，并在該若干過孔內(nèi)安裝防塵罩(12)，所述密封環(huán)設(shè)置在所述密封擋圈和所述透平轉(zhuǎn)子之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平氣浮主軸，其特征在于所述軸體第二端的中心孔中設(shè)置彈性套(17)，且該軸體第二端的外周螺接鎖緊套(18)，磨頭或鉆頭(19)通過該彈性套和該鎖緊套與所述軸體連接。
全文摘要
一種透平氣浮主軸，包括殼體和貫穿該殼體第一端部的軸體，所述殼體包括環(huán)形透平基座、連接在該透平基座第一端的設(shè)有進(jìn)氣孔的第一端蓋、和連接在該透平基座第二端的設(shè)有若干排氣孔的第二端蓋，第二端蓋構(gòu)成所述殼體的第一端部，所述第一端蓋與所述透平基座的第一端之間設(shè)置氣腔，所述殼體內(nèi)腔在所述軸體的中部安裝氣動透平機(jī)、且在軸體周圍的其余位置設(shè)置氣浮軸承，所述氣動透平機(jī)的透平定子和透平轉(zhuǎn)子對應(yīng)固連所述透平基座和所述軸體，所述透平基座和第二端蓋內(nèi)設(shè)置與所述氣腔連通的軸承氣道，所述透平基座內(nèi)還設(shè)置與所述氣腔連通的若干透平氣道。本主軸結(jié)構(gòu)簡單緊湊、效率高、轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、無磨損、無需內(nèi)加潤滑油且工作壽命長。
文檔編號B23B19/02GK102626790SQ201210114398
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者劉建春, 葉佩青, 夏必忠, 張輝, 汪勁松, 王殿新, 聶權(quán) 申請人:清華大學(xué)深圳研究生院