專利名稱：雙錐面動壓軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種磨床砂輪架軸承結(jié)構(gòu)，尤其是為精密、高效磨床提供一種雙錐面動壓軸承。
砂輪架是磨床產(chǎn)品的主要部件之一。目前國內(nèi)普通外圓磨床的砂輪架多采用動壓軸承結(jié)構(gòu)，由帶有軸瓦的固定支承和可調(diào)支承組成。這種軸瓦為扇形塊園柱內(nèi)表面，其調(diào)整控制軸承間隙是采用可調(diào)支承實現(xiàn)的。見附圖11。可調(diào)支承由球面支承螺釘7、通孔螺釘8和拉緊螺釘9組成。砂輪架還帶有一個軸向定位結(jié)構(gòu)。這種軸承的缺點是，工作時，砂輪架油池溫升較高，連續(xù)運轉(zhuǎn)四小時可達20度以上，軸瓦的間隙不易保證，冷態(tài)徑向間隙一般不能小于0.03mm；軸承剛度低，影響軸承的承載能力和運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
本實用新型的目的是克服上述動壓軸承的缺點，提供一種能使油池溫度下降，軸承間隙穩(wěn)定可靠，剛度高，承載能力大的雙錐面動壓軸承。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的。軸瓦為扇形塊，將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)軸瓦工作面園柱面設(shè)計為雙錐面幾何狀；主軸的軸頸工作面即外表面相對應(yīng)的也為雙錐面幾何形狀。原固定支承的結(jié)構(gòu)不變，可改變可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)為可調(diào)墊片、固緊法蘭和園柱球頭組成。園柱球頭的球頭端裝入雙錐面軸瓦外圓上的中心凹球面內(nèi)，可調(diào)墊片根據(jù)軸瓦徑向間隙需要修磨好厚度套在園柱球頭的另端，固緊法蘭靠在園柱球頭的端面，同時靠在可調(diào)墊片上，用螺釘將可調(diào)墊片和固緊法蘭固定在箱體上。軸瓦包在主軸軸頸上，均布，水平中心線上側(cè)的為可調(diào)支承，下側(cè)的為固定支承。
本實用新型的工作原理如下圖三是當主軸旋轉(zhuǎn)時，雙錐面動壓軸承在沒有承受軸向載荷Fx時，軸頸、軸瓦所處的位置的示意圖。這時軸瓦兩面的半徑間隙ho相等。
根據(jù)動壓軸承公式，每塊軸瓦承載能力為Pi＝5.1×10－12(μ·N·D·B2·L·CL)/(△2(1+εCoSθ)2)式中μ油的絕對粘度(厘泊)N主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)／分)D主軸軸頸直徑(mm)B軸瓦工作弧長″L軸瓦工作面長度″Δ直徑方向的間隙″ε相對偏心率ε＝2e／Δe偏心距(mm)θ外力與軸承支點夾角CL承載系數(shù) CL＝ 5/4 1/(1+(B/L)2)圖四是主軸旋轉(zhuǎn)時，雙錐面動壓軸承的主軸左端承受一軸向載荷Fx，主軸沿軸向方向右移Kx距離，軸頸和軸瓦所處的位置的示意圖。這時軸瓦兩面間隙分別是左面為ho反－△y／2，右面為ho正＋△y／2，主軸軸向移動量Kx＝K0－K10，△y＝Kx·K，式中K為軸頸錐度比。
圖五是本軸承主軸旋轉(zhuǎn)時，當主軸左端承受一軸向載荷Fx時，軸承兩面間隙不相等，即左面半徑間隙≤ho，右面半徑間隙≥ho。
由前面公式可知軸瓦承載能力Pi反＞Pi正，因而其軸向承載能力N反x＞N正x，致使主軸產(chǎn)蜃笠貧耐屏?，直宙滐到新碘c膠狻 即Pi反·cosα－Pi正·cosα－Fx＝0由此可以證明，雙錐面動壓軸承主軸旋轉(zhuǎn)時(當主軸一端承受軸向載荷Fx，使主軸向一端位移Kx時)其主軸具有軸向自動復(fù)位特性(或重新穩(wěn)定在某一位置)和軸向承載能力大特點，從而可以提高機床磨制效率和磨制表面光潔度。
圖六是本軸承主軸旋轉(zhuǎn)時，當主軸右端承受一軸向載荷Fx時，主軸沿軸向方向左移Kx距離，軸頸和軸瓦所處的位置的示意圖。
本雙錐面動壓軸承，其前軸承的工作表面設(shè)計成雙園錐園弧表面，主軸前軸頸與其相對應(yīng)，它同時承受徑向載荷和軸向載荷于一體，因此打破了傳統(tǒng)的主軸軸向定位結(jié)構(gòu)。若設(shè)計采用本軸承結(jié)構(gòu)，可取消傳統(tǒng)的軸向定位結(jié)構(gòu)，簡化了砂輪架設(shè)計結(jié)構(gòu)，減少設(shè)計零件的數(shù)量，降低制造成本。更為突出的是，減少了機械發(fā)熱量，油池溫升比原三瓦動壓軸承結(jié)構(gòu)下降6℃左右，軸承徑向間隙冷態(tài)和熱態(tài)間隙變化小，冷態(tài)間隙可調(diào)整到0.015mm以下，提高了主軸回轉(zhuǎn)精度和主軸間隙的穩(wěn)定性，軸承剛度大大提高，尤其是提高了軸承的軸向承載能力。對提高“V”導(dǎo)軌、主軸肩面等零件的磨削表面質(zhì)量尤為明顯。
圖10為溫升曲線。圖中a為園錐動壓軸承的溫升曲線；b為原三瓦動壓軸承的溫升曲線；由a、b兩條溫升曲線可知，雙園錐 動壓軸承的溫升較原三瓦動壓軸承的溫升低6℃。


圖1是本實用新型的具體結(jié)構(gòu)縱向剖面圖圖2是A－A局部剖視圖圖3是本軸承未承受軸向載荷時的示意圖圖4是本軸承左端承受載荷Fx時的示意圖圖5是本軸承受軸向載荷Fx力后的變化情況示意圖圖6是本軸承右端承受載荷Fx時的示意圖圖7是軸瓦主視圖圖8是軸瓦側(cè)視圖圖9是B－B剖面圖圖10是溫升曲線圖圖11是原動壓軸承結(jié)構(gòu)圖1箱體、2主軸、3軸瓦、4可調(diào)墊片、5固緊法蘭、6園柱球頭、7球面支承螺釘、8通孔螺釘、9拉緊螺釘、10前軸瓦雙園錐內(nèi)表面、11前軸頸、12前軸頸雙園錐外表面、13回轉(zhuǎn)油封、14蓋板、15法蘭、16固定支承、17后軸瓦、18可調(diào)支承、19紙墊。
實施例前、后軸承均采用四塊瓦。前軸瓦3后軸瓦17均為60度扇形塊。前軸瓦工作面即內(nèi)表面10為雙園錐弧形，錐度15。前軸瓦包在主軸2的前軸頸11上，均布，主軸水平中心線上側(cè)為兩個帶有軸瓦的可調(diào)支承18，下側(cè)為兩個帶有軸瓦的固定支承16。安裝在主軸上稱為前軸承。主軸的前軸頸的工作面即其外表面12的形狀與前軸瓦的內(nèi)表面形狀相對應(yīng)，也為雙園錐弧形，錐度15。后軸承的軸瓦17內(nèi)表面仍采用原圓柱形，其它結(jié)構(gòu)同前軸承。
固定支承可采用原有結(jié)構(gòu)?？烧{(diào)支承可采用原有結(jié)構(gòu)，也可采用由可調(diào)墊片4、固緊法蘭5和園柱球頭6組成的結(jié)構(gòu)。
安裝時，分別將前、后軸承的固定支承置于箱體1的孔內(nèi)，再將前、后軸承下側(cè)的兩塊軸瓦裝入對應(yīng)的固定支承的球頭上面，然后將主軸放于軸瓦的工作表面上，取園柱球頭裝入箱體的對應(yīng)孔內(nèi)，再取前軸瓦3和后軸瓦17分別置于主軸的軸頸上，同時將園柱球頭的球頭端分別裝入軸瓦的凹球面內(nèi)，將修磨好的可調(diào)墊片和固緊ɡ加寐荻す潭ㄔ諳涮逕稀Ｗ詈笤俳降 9、法蘭盤15連同回轉(zhuǎn)油封13用螺釘固定在箱體上，注入潤滑油，蓋上蓋板14即可開車運轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1.一種帶有軸瓦3的固定支承16和可調(diào)支承18組成的雙錐面動壓軸承，軸瓦工作面即內(nèi)表面包在主軸2的前軸頸11的工作面即外表面12上，通過支承固定在箱體上，其特征在于a、軸瓦為扇形塊、其工作面即內(nèi)表面的形狀10為雙園錐弧形；b、主軸的前軸頸工作面即外表面12也為雙園錐弧形；安裝時，軸瓦包在主軸軸頸上，均布，主軸水平中心線上側(cè)為可調(diào)支承，下側(cè)為固定支承。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙錐面動壓軸承，其特征在于可調(diào)支承由可調(diào)墊片4、固緊法蘭5和園柱球頭6組成，園柱球頭的球頭端裝入軸瓦外園中心的凹球面內(nèi)，另一端套有可調(diào)墊片，固緊法蘭靠在園柱球頭的端面，同時靠在可調(diào)墊片上，用螺釘將可調(diào)墊片和固緊法蘭固定在箱體1上。
專利摘要本實用新型涉及一種磨床砂輪架雙錐面動壓軸承結(jié)構(gòu)。軸承由帶有60度扇形瓦的兩塊固定支承和兩塊可調(diào)支承組成。將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)軸承工作面——圓柱面變?yōu)榫哂须p錐面的幾何形狀，與軸瓦工作面接觸的前軸頸外表面也為雙錐面幾何狀。固定支承不變，變可調(diào)支承為圓柱球頭，可調(diào)墊片，固緊法蘭組成，修磨可調(diào)墊片達到調(diào)整軸承徑向間隙目的。圓柱球頭端裝入軸瓦外圓中心凹球面內(nèi)，另一端套墊片，再裝法蘭，用螺釘固定在箱體上。
文檔編號F16C17/00GK2051693SQ8821785
公開日1990年1月24日 申請日期1988年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月23日
發(fā)明者張學(xué)禮 申請人:長春第一機床廠