[实用新型]高速主轴液体滑动轴承端面节流结构

说明书

技术领域

本实用新型属于机械制造领域，具体涉及高速主轴液体滑动轴承端面节流结构。

背景技术

以高切削速度、高进给速度、高加工精度为主要特征的高速精密加工是当代四大先进制造技术之一，是继数控技术之后使制造技术产生第二次革命性飞跃的一项高新技术。高速精密加工机床不仅具有极高的生产效率，而且可显著地提高零件的加工精度和表面质量。高速精密机床的主轴作为核心功能部件，其性能的高低直接影响到高速精密加工机床的整体发展水平。

用于高速精密主轴的轴承包括磁悬浮轴承、空气轴承、滚动轴承和液体滑动轴承等，其中，液体滑动轴承由于承载能力强、润滑介质具有阻尼减振和“均化”误差的作用，因此采用液体滑动轴承作为支撑的机床主轴刚性好、回转精度高，非常适合于作为精密机床如精密磨床和精密镗床的主轴部件。液体滑动轴承目前普遍采用的的节流形式有：小孔节流、毛细管节流、锥型或柱型的环面缝隙节流、薄膜反馈节流等，但是以上节流形式各有缺陷。

小孔节流的缺陷：首先，小孔节流器加工难度大，且节流截面小，容易堵塞；其次，由于流经小孔节流器的流量与油的粘度无关，而流经轴承的流量却与粘度成反比，故使用小孔节流的静压/动静压轴承，其轴承间隙和支承刚度与粘度和温度相关，当油膜温度升高时，轴承性能不稳定，不宜用于温度变化大的场合。

毛细管节流的缺陷：毛细管节流器分为直通圆截面式和螺旋槽式非圆截面式。前者由于保证层流条件所需的毛细管长度较长，故安装空间较大，一般只适合轴承转速较低的情况(此时油膜粘度较大，容易保证层流)；后者安装空间相对较少且节流液阻可调，但是结构复杂，常将多头螺旋槽直接开在轴承的外圆柱表面上，每条螺旋槽控制一个油腔，因而对铸件的质量及孔的加工质量要求较高，同时节流器阻尼槽面的加工精度要求也高。

薄膜反馈节流的缺陷：薄膜节流器的零件数目较多，一般由上下壳体，铜垫片、薄片等组成，加工精度高，装配调试工作量大，因而成本高；节流后油流经过的管道较长，若设计或装配稍有不慎，就容易形成气栓，影响动态油膜刚度和过渡特性；薄膜结构参数设计不当时，会因反馈灵敏度过高而出现薄膜振荡，发出“哨叫”等不稳定现象；占用空间大，对于中小型机床，常由于结构而使用受到限制。

锥型或柱型的环面缝隙节流的缺陷：节流面容易堵塞，且堵塞后难于维修，需要拆卸轴承并重新磨轴承外圆面上的节流间隙；并且由于轴承拆卸后破坏了轴承外圆与轴承座的结合面，导致拆卸下来的轴承维修好后也只能配新的轴承座才能使用，或者需要加工新的轴承替代拆卸下来的轴承；这导致主轴维修周期长，提高了用户的使用成本。

另外，工程设计中，静压/动静压轴承结构参数都是依据最佳节流比来设计和选择，然而，零件存在加工误差和测量误差，在装配调试过程中，往往出现节流比偏离最佳节流比的情况。目前，针对该情况的处理措施有两种：一是以损失一部分轴承的油膜刚度为代价，将节流比控制在某个范围内；二是重新加工节流器来试凑最佳节流比，但这不仅影响装配调试进度，而且仍难使节流比达到最佳值，在某些结构中，重新换掉节流器还需多次拆装主轴，将使主轴动平衡精度降低。

综上所述，目前在高速精密主轴的液体滑动轴承中采用的节流方式由于存在上述缺陷，导致液体滑动轴承未能在精密机床上得到充分应用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构合理、便于对节流间隙进行清理、便于调整和控制节流比、可简化调试工序、节省维护时间和成本的高速主轴液体滑动轴承端面节流结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。

一种高速主轴液体滑动轴承端面节流结构，包括主轴轴承的内壁上所设的压力油腔和套设于主轴轴承外的轴承座上所设的轴承座进油孔，还包括节流间隙、设于主轴轴承上的进油通道和压力油腔供油通道，所述节流间隙由主轴轴承与轴承端盖之间的空隙构成，进油通道一端与轴承座进油孔连通，另一端与节流间隙连通，压力油腔供油通道一端与节流间隙连通，另一端与压力油腔连通。

所述进油通道包括轴承进油孔和节流间隙进油环槽，所述节流间隙进油环槽设于主轴轴承的端面，并与节流间隙连通，所述轴承进油孔一端与轴承座进油孔连通，另一端与节流间隙进油环槽连通。

所述节流间隙进油环槽设有两圈，主轴轴承的端面上设有连通两圈节流间隙进油环槽的连通槽，主轴轴承的端面由节流间隙进油环槽和连通槽分隔出至少一个节流平台。

所述节流间隙由主轴轴承与轴承端盖内侧的垫片之间的空隙构成。