一種內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電主軸，具體涉及用于電主軸的一種內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)。
【背景技術】
[0002]電主軸是在數(shù)控機床領域出現(xiàn)的將機床主軸與主軸電機融為一體的主軸，一般包括機體及安裝于機體內(nèi)的定子、轉(zhuǎn)子，以及安裝于機體一端的伸出的刀頭。機體內(nèi)通過氣浮軸承安裝有軸芯，軸芯內(nèi)還穿接有推桿，主要用于自動換刀，形成氣浮主軸。氣浮主軸采用氣浮軸承為支撐，但實際設計過程中，定子、轉(zhuǎn)子的尺寸、軸芯質(zhì)量等一系列因素限制了氣浮軸承的尺寸，因而氣浮軸承的剛度存在一定的局限性，軸芯無法得以足夠穩(wěn)定的支撐，無法滿足使主軸達到更高轉(zhuǎn)速的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)，能對軸芯形成內(nèi)外氣浮支撐，提高軸芯的穩(wěn)定性，以使主軸達到更高的轉(zhuǎn)速。
[0004]本實用新型的目的采用如下技術方案實現(xiàn):
[0005]一種內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)，包括機體、軸芯、推桿、氣浮軸承組件和內(nèi)氣浮軸承，機體呈圓管狀，氣浮軸承組件安裝于機體內(nèi)；軸芯穿接于氣浮軸承組件內(nèi)，與氣浮軸承組件間形成第一氣浮間隙，并由機體的一端伸出；軸芯內(nèi)具有第一內(nèi)孔，該第一內(nèi)孔沿該軸芯的軸向貫穿該軸芯；內(nèi)氣浮軸承一端與機體固接，內(nèi)氣浮軸承的另一端插入第一內(nèi)孔，并與第一內(nèi)孔間形成第二氣浮間隙，該內(nèi)氣浮軸承開有貫穿該內(nèi)氣浮軸承的第二內(nèi)孔；推桿穿接于第二內(nèi)孔，并與第二內(nèi)孔間形成空氣間隙，該推桿內(nèi)設有與該空氣間隙連通的第一通氣結(jié)構(gòu)，內(nèi)氣浮軸承內(nèi)還設有用于導通空氣間隙和第二氣浮間隙的第二通氣結(jié)構(gòu)。
[0006]優(yōu)選地，所述氣浮軸承組件包括兩個外氣浮軸承，兩外氣浮軸承分設于機體的上下兩端。
[0007]優(yōu)選地，所述內(nèi)氣浮軸承的上端徑向伸出有第一圓環(huán)，所述軸芯上端徑向伸出有第二圓環(huán)，第二圓環(huán)倒扣于位于機體上端的外氣浮軸承，該第二圓環(huán)與第一圓環(huán)之間形成間隔，該間隔內(nèi)安裝有一推力軸承，該推力軸承的外圈分別固定第一圓環(huán)和機體。
[0008]優(yōu)選地，所述第一通氣結(jié)構(gòu)包括軸向孔和徑向孔，軸向孔由推桿的頂部沿推桿的軸向向下延伸至推桿中部，徑向孔橫穿軸向孔的下端，該徑向孔的兩端分別連通空氣間隙。
[0009]優(yōu)選地，所述內(nèi)氣浮軸承包括所述第一圓環(huán)及由第一圓環(huán)的下端向下延伸的圓管件，所述第二通氣結(jié)構(gòu)包括沿圓管件的徑向延伸的多個阻尼孔，阻尼孔的一端與空氣間隙連通，阻尼孔的另一端與第二氣浮間隙連通，各阻尼孔等間隔分布于圓管件的側(cè)壁。
[0010]相比現(xiàn)有技術，本實用新型的有益效果在于:
[0011]本實用新型可通過壓縮空氣通過推桿的第一通氣結(jié)構(gòu)導入至推桿，并進入空氣間隙，再經(jīng)第二通氣結(jié)構(gòu)，進入內(nèi)氣浮軸承與軸芯之間的第二氣浮間隙，形成一層均勻的高壓氣膜，達到在軸芯內(nèi)部支撐軸芯，而通過氣浮軸承組件，可在軸芯的外部支撐軸芯，從而實現(xiàn)軸芯的內(nèi)外穩(wěn)定支撐；該增加內(nèi)氣浮軸承的內(nèi)部氣浮支撐結(jié)構(gòu)后，相比于普通的氣浮軸承支撐結(jié)構(gòu)(僅氣浮軸承支撐軸芯外圓的結(jié)構(gòu))，整個主軸的支撐系統(tǒng)對軸芯的支撐剛度、支撐力都會增加，因而軸芯可以承受更大的徑向承載，而且剛度的增加，保證了主軸在切削過程中刀具的平穩(wěn)性，良好的穩(wěn)定性保證更好的加工效果，也提高軸芯的穩(wěn)定性，允許主軸達到更高的轉(zhuǎn)速，進而使主軸可以承受更大的切削力，滿足加工過程中大切削量開粗等工況，擴大氣浮主軸的使用范圍。
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0014]圖中:1、機體；2、軸芯；21、第一內(nèi)孔；22、第二圓環(huán)；3、推桿；31、第一通氣結(jié)構(gòu)；311、軸向孔；312、徑向孔；4、氣浮軸承組件；41、外氣浮軸承；5、內(nèi)氣浮軸承；51、第二內(nèi)孔；52、第二通氣結(jié)構(gòu)；53、第一圓環(huán)；54、圓管件；541、阻尼孔；6、推力軸承；100、第一氣浮間隙；200、第二氣浮間隙；300、空氣間隙。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示的一種內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)，包括機體1、軸芯2、推桿3、氣浮軸承組件4和內(nèi)氣浮軸承5，機體I呈圓管狀，氣浮軸承組件4安裝于機體I內(nèi)；軸芯2穿接于氣浮軸承組件4內(nèi)，與氣浮軸承組件4間形成第一氣浮間隙100，并由機體I的一端伸出；軸芯2內(nèi)具有第一內(nèi)孔21，該第一內(nèi)孔21沿該軸芯2的軸向貫穿該軸芯2 ;內(nèi)氣浮軸承5 —端與機體I固接，內(nèi)氣浮軸承5的另一端插入第一內(nèi)孔21，并與第一內(nèi)孔21間形成第二氣浮間隙200，該內(nèi)氣浮軸承5開有貫穿該內(nèi)氣浮軸承5的第二內(nèi)孔51 ;推桿3穿接于第二內(nèi)孔51，并與第二內(nèi)孔51間形成空氣間隙300，該推桿3內(nèi)設有與該空氣間隙300連通的第一通氣結(jié)構(gòu)31，內(nèi)氣浮軸承5內(nèi)還設有用于導通空氣間隙300和第二氣浮間隙200的第二通氣結(jié)構(gòu)52。
[0016]可通過壓縮空氣通過推桿3的第一通氣結(jié)構(gòu)31導入至推桿3內(nèi)，并進入空氣間隙300，再經(jīng)第二通氣結(jié)構(gòu)52，進入內(nèi)氣浮軸承5與軸芯2之間的第二氣浮間隙200，形成一層均勻的高壓氣膜，達到在軸芯2內(nèi)部支撐軸芯2，而通過氣浮軸承組件4，可在軸芯2的外部支撐軸芯2，從而實現(xiàn)軸芯2的內(nèi)外穩(wěn)定支撐。其中，軸芯2的下端外圍的機體I內(nèi)安裝有定子，以與軸芯2上的轉(zhuǎn)子磁配合驅(qū)使軸芯2轉(zhuǎn)動。內(nèi)氣浮軸承5的上端還連接有鋁水套。
[0017]具體地，本例的氣浮軸承組件4包括兩個外氣浮軸承41，兩外氣浮軸承41分設于機體I的上下兩端，以提升平衡性能。其中，可在外氣浮軸承41上設置氣道，以從外部壓縮空氣通入第一氣浮間隙100，實現(xiàn)軸芯2外的支撐。
[0018]所述內(nèi)氣浮軸承5的上端徑向伸出有第一圓環(huán)53，所述軸芯2上端徑向伸出有第二圓環(huán)22，第二圓環(huán)22倒扣于位于機體I上端的外氣浮軸承41，該第二圓環(huán)22與第一圓環(huán)53之間形成間隔，該間隔內(nèi)安裝有一推力軸承6，該推力軸承6的外圈分別固定第一圓環(huán)53和機體1，該推力軸承6的內(nèi)圈與第二圓環(huán)22之間、以及第二圓環(huán)22與外氣浮軸承41的推力面之間均為高壓氣膜，軸芯2的第二圓環(huán)22由高壓氣膜支撐，懸浮在空氣中。推力軸承6為軸芯2提供了更大的軸向承載能力。
[0019]作為第一通氣結(jié)構(gòu)31的優(yōu)選實施方式，本例的第一通氣結(jié)構(gòu)31包括軸向孔311和徑向孔312，軸向孔311由推桿3的頂部沿推桿3的軸向向下延伸至推桿3中部，徑向孔312橫穿軸向孔311的下端，該徑向孔312的兩端分別連通空氣間隙300。外部高壓氣源將先通入軸向孔311，再進入徑向孔312后，最后進入空氣間隙300。
[0020]作為第二通氣結(jié)構(gòu)52的優(yōu)選實施方式，所述內(nèi)氣浮軸承5包括所述第一圓環(huán)53及由第一圓環(huán)53的下端向下延伸的圓管件54，所述第二通氣結(jié)構(gòu)52包括沿圓管件54的徑向延伸的多個阻尼孔541，阻尼孔541的一端與空氣間隙300連通，阻尼孔541的另一端與第二氣浮間隙200連通，各阻尼孔541等間隔分布于圓管件54的側(cè)壁。在空氣間隙300內(nèi)的高壓氣體，將在阻尼孔541的節(jié)流作用下進入第二氣浮間隙200，以在第二氣浮間隙200內(nèi)形成更均勻的高壓氣膜。
[0021]上述實施方式僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，不能以此來限定本實用新型保護的范圍，本領域的技術人員在本實用新型的基礎上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本實用新型所要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括機體、軸芯、推桿、氣浮軸承組件和內(nèi)氣浮軸承，機體呈圓管狀，氣浮軸承組件安裝于機體內(nèi)；軸芯穿接于氣浮軸承組件內(nèi)，與氣浮軸承組件間形成第一氣浮間隙，并由機體的一端伸出；軸芯內(nèi)具有第一內(nèi)孔，該第一內(nèi)孔沿該軸芯的軸向貫穿該軸芯；內(nèi)氣浮軸承一端與機體固接，內(nèi)氣浮軸承的另一端插入第一內(nèi)孔，并與第一內(nèi)孔間形成第二氣浮間隙，該內(nèi)氣浮軸承開有貫穿該內(nèi)氣浮軸承的第二內(nèi)孔；推桿穿接于第二內(nèi)孔，并與第二內(nèi)孔間形成空氣間隙，該推桿內(nèi)設有與該空氣間隙連通的第一通氣結(jié)構(gòu)，內(nèi)氣浮軸承內(nèi)還設有用于導通空氣間隙和第二氣浮間隙的第二通氣結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述氣浮軸承組件包括兩個外氣浮軸承，兩外氣浮軸承分設于機體的上下兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)氣浮軸承的上端徑向伸出有第一圓環(huán)，所述軸芯上端徑向伸出有第二圓環(huán)，第二圓環(huán)倒扣于位于機體上端的外氣浮軸承，該第二圓環(huán)與第一圓環(huán)之間形成間隔，該間隔內(nèi)安裝有一推力軸承，該推力軸承的外圈分別固定第一圓環(huán)和機體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一通氣結(jié)構(gòu)包括軸向孔和徑向孔，軸向孔由推桿的頂部沿推桿的軸向向下延伸至推桿中部，徑向孔橫穿軸向孔的下端，該徑向孔的兩端分別連通空氣間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)氣浮軸承包括所述第一圓環(huán)及由第一圓環(huán)的下端向下延伸的圓管件，所述第二通氣結(jié)構(gòu)包括沿圓管件的徑向延伸的多個阻尼孔，阻尼孔的一端與空氣間隙連通，阻尼孔的另一端與第二氣浮間隙連通，各阻尼孔等間隔分布于圓管件的側(cè)壁。
【專利摘要】本實用新型公開了一種內(nèi)外支撐氣浮結(jié)構(gòu)，包括機體、軸芯、推桿、氣浮軸承組件和內(nèi)氣浮軸承，機體呈圓管狀，氣浮軸承組件安裝于機體內(nèi)；軸芯穿接于氣浮軸承組件內(nèi)，與氣浮軸承組件間形成第一氣浮間隙，并由機體的一端伸出；軸芯內(nèi)具有第一內(nèi)孔；內(nèi)氣浮軸承一端與機體固接，內(nèi)氣浮軸承的另一端插入第一內(nèi)孔，并與第一內(nèi)孔間形成第二氣浮間隙，該內(nèi)氣浮軸承開有貫穿該內(nèi)氣浮軸承的第二內(nèi)孔；推桿穿接于第二內(nèi)孔，并與第二內(nèi)孔間形成空氣間隙，該推桿內(nèi)設有與該空氣間隙連通的第一通氣結(jié)構(gòu)，內(nèi)氣浮軸承內(nèi)還設有用于導通空氣間隙和第二氣浮間隙的第二通氣結(jié)構(gòu)。本實用新型能對軸芯形成內(nèi)外氣浮支撐，提高軸芯的穩(wěn)定性，以使主軸達到更高的轉(zhuǎn)速。
【IPC分類】B23Q1-38, B23B19-02
【公開號】CN204603316
【申請?zhí)枴緾N201420852370
【發(fā)明人】湯秀清, 單杰
【申請人】廣州市昊志機電股份有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2014年12月26日