[发明专利]无源静压高速主轴支承结构及其运行方法

说明书

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种无源静压高速主轴支承结构及其运行方法。

背景技术

在机械行业中，主轴的径向支承元件大多采用滚珠轴承，但当主轴高速旋转时，滚珠轴承的磨损加大，通用的作法是加入润滑剂或润滑油进行润滑，但加入润滑油或润滑剂，会造成环境污染，影响到人体的健康。

现有已有人采用空气静压轴承作径向支承元件，即在主轴与径向支承之间设有压缩空气腔，并在压缩空气腔内通以高压气，并在主轴与径向支承之间形成压力气膜，减少两者之间的磨损，但此种结构需要将高压空气气源通过进气口接入高压空气腔，投入成本高，不利于推广使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种无源静压高速主轴支承结构，本发明的结构更简单，降低了投入成本。

其技术方案如下：

一种无源静压高速主轴支承结构，包括径向支承、主轴，主轴安装在径向支承内，在主轴与径向支承之间设有压缩空气腔；在径向支承上设有进气口，在主轴上还设有叶片，该叶片位于压缩空气腔内。

本发明还公开了一种无源静压高速主轴支承结构的运行方法，主轴在径向支承内高速旋转的同时带动叶片旋转，叶片旋转时，在叶片与进气口之间形成负压腔，外界的空气从进气口进入到负压腔内，并在叶片的作用下进入压缩空气腔，高压空气在压缩空气腔内，使主轴与径向支承之间形成压力气膜，减少主轴与径向支承之间的磨损。

前述技术方案进一步细化的技术方案可以是：

所述叶片为左叶片及右叶片，左叶片、右叶片分别位于进气口的两侧；所述负压腔位于左叶片及右叶片之间。

相对的左叶片及右叶片的其中一端相互靠近、另一端相互远离。

在所述径向支承与所述转轴之间还设有侧压缩腔；侧压缩腔分别位于所述压缩空气腔的旁侧，侧压缩腔与所述压缩空气腔相通。

所述侧压缩腔为左压缩腔、右压缩腔；左压缩腔、右压缩腔分别位于所述压缩空气腔的两侧，左压缩腔和/或右压缩腔均与所述压缩空气腔相通。压缩空气腔内的高压空气还可以进入左压缩腔、右压缩腔，并分别在压缩空气腔、左压缩腔、右压缩腔处形成压力气膜，提高主轴旋转时的稳定性。

所述径向支承包括中部支承、左部支承及右部支承，所述压缩空气腔、左压缩腔、右压缩腔分别设于中部支承与所述主轴之间、左部支承与所述主轴之间、右部支承与所述主轴之间。该结构易于加工，降低加工的难度。

在所述中部支承、左部支承之间设有左通道，在所述中部支承、右部支承之间设有右通道，所述压缩空气腔、左压缩腔通过左通道相通，所述压缩空气腔、右压缩腔通过右通道相通。

综上所述，本发明的优点是：主轴高速旋转时，叶片将外界的空气压入压缩空气腔，并在主轴与径向支承之间形成压力气膜，减少主轴与径向支承之间的磨损，并且不需外界提供高压气源，结构简单，投入成本低。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构图；

图2是本发明实施例二的结构图；

附图标记说明：

1、主轴，2、压缩空气腔，3、进气口，4、左叶片，5、右叶片，6、负压腔，7、左压缩腔，8、右压缩腔，9、左通道，10、右通道，11、中部支承，12、左部支承，13、右部支承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

实施例一

如图1所示，一种无源静压高速主轴支承结构，包括径向支承、主轴1，主轴1安装在径向支承内，在主轴1与径向支承之间设有压缩空气腔2；在径向支承上设有进气口3，在主轴1上还设有叶片，该叶片位于压缩空气腔2内，主轴1旋转时，叶片与进气口3之间形成负压腔6。

其中，所述叶片为左叶片4及右叶片5，左叶片4、右叶片5分别位于进气口3的两侧；负压腔6位于左叶片4及右叶片5之间，相对的左叶片4及右叶片5的其中一端相互靠近、另一端相互远离，且左叶片4及右叶片5相对于进气口3对称。

在径向支承与主轴1之间还设有左压缩腔7、右压缩腔8；左压缩腔7、右压缩腔8分别位于压缩空气腔2的两侧，左压缩腔7、右压缩腔8均与压缩空气腔2相通；所述径向支承包括中部支承11、左部支承12及右部支承13，压缩空气腔2、左压缩腔7、右压缩腔8分别设于中部支承11与主轴1之间、左部支承12与主轴1之间、右部支承13与主轴1之间；在中部支承11、左部支承12之间设有左通道9，在中部支承11、右部支承13之间设有右通道10，压缩空气腔2、左压缩腔7通过左通道9相通，压缩空气腔2、右压缩腔8通过右通道10相通。