[实用新型]数字式电液伺服泵控制的超精密动静压轴承及超微进给机构

说明书

技术领域

本实用新型属于一种动静压轴承，特别是涉及一种能够提高主轴的转动精度的数字式电液伺服泵控制的超精密动静压轴承及超微进给机构。

背景技术

动静压轴承由于具有摩擦力小，使用寿命长，抗振性能好，精度较高等特点，在机床主轴上获得广泛的应用，但随着工业技术的发展，特别是国防工业、航空工业的发展，对主轴的旋转精度要求越来越高，常规的动静压轴承已不能满足需要，因此需要研发旋转精度更高的动静压轴承（主轴径向跳动0.0001～0.000001mm）。同时在超精密加工中，需要0.0001～0.000001mm的微细进给，而这靠现在已有的常规进给机构是无法完成的。

图1为传统恒压供油动静压轴承原理图，这种恒压供油动静压轴承由供油系统1，小孔节流器2和主轴结构3三部分组成，其工作原理如下：当供油系统的油泵尚未启动时，轴承油腔内没有压力油，主轴4由于重力而压在轴承套的下部。油泵启动后，压力油通过节流器进入相对应的轴承承载腔。如果忽略主轴4的重量，则主轴4会被油压浮起至轴承套中心位置，此时主轴4各处的间隙相等，各承载腔压力相等，主轴4处于液体摩擦状态，主轴4可以启动。

当主轴4受到外载荷的作用时，会在外力F的作用下产生一个微小位移e（见图2），使下油腔7的间隙从h₀变小为h₀－e，封油面上的油阻力增大，从而使下油腔7的压力上升，相应的对面的上油腔9的压力会下降，从而有一压差作用在主轴4上，当这一压差大到一定程度时，其产生的反作用力与外力F平衡时，主轴4就停止在一个新的位置。这就是动静压主轴的工作原理，它告诉我们，这种主轴的工作是建立在主轴的适量移动上，没有这一移动，它就无法工作。在实际的静压轴承中，这一移动量只有几微米，这对大多数的使用场合精度已是足够了。但随着国防工业的发展，特别是航空航天事业的发展，需要把主轴的转动精度提高到更高，使其回转精度达到0.00001mm或更高。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够提高主轴的转动精度和刚度的数字式电液伺服泵控制的超精密动静压轴承及超微进给机构。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种数字式电液伺服泵控制的超精密动静压轴承及超微进给机构，包括有分别通过9个小孔节流器向主轴机构供油的第一供油系统，还设置有向主轴结构中的前定心静压轴承供油的第二供油系统；所述主轴结构是由主轴、套在主轴前端的前定心动静压轴承套、套在主轴后端的后定心动静压轴承套和设置在主轴前端设定位置的静压止推轴承及法兰构成；所述前定心动静压轴承套和后定心动静压轴承套的内周面上各设置有均布的四个承压槽和四个回油槽，后定心动静压轴承套的四个承压槽由所述第一供油系统通过四个节流器供油，所述前定心动静压轴承套的垂直方向的两个承压槽由所述第一供油系统通过节流器供油，而水平方向的两个承压槽中的一个由第二供油系统供油，另一个仍由第一供油系统通过节流器供油；所述的前定心动静压轴承套和后定心动静压轴承套的四个回油槽均与油箱相通；所述的静压止推轴承经由小孔节流器由第一供油系统供油。

所述的第二供油系统包括有通过油路依次相连的油箱、粗滤油器、泵和精密油滤器，所述的泵连接伺服电机，所述的伺服电机是通过依次连接第二放大器及比较器接收控制指令信号来驱动泵，所述的精密油滤器的输出通过油路连接所述的前定心动静压轴承套水平方向的两个承压槽中的一个，所述的泵和伺服电机构成数字式电液伺服泵。

所述的前定心动静压轴承套水平方向的两个承压槽中由供油系统供油的那个承压槽处设置有一精密压力传感器，所述的精密压力传感器通过第一放大器与比较器相连。

一种数字式电液伺服泵控制的超精密动静压轴承及超微进给机构，包括有分别通过3个小孔节流器向主轴机构供油的第一供油系统，还设置有向主轴结构中的前定心静压轴承供油的第二供油系统；所述主轴结构是由主轴、套在主轴前端的前定心动静压轴承套、套在主轴后端的后定心动静压轴承套和设置在主轴前端设定位置的静压止推轴承及法兰构成；所述前定心动静压轴承套的内周面上设置有3对共6个均布承压槽和六个回油槽，所述每对承压槽中的一个承压槽是由第一供油系统供油，与该承压槽对应的另一个承压槽是由第二供油系统供油，所述的六个回油槽均与油箱相通；所述的静压止推轴承经由小孔节流器由第一供油系统供油。