[发明专利]使用滑动轴承和滚动轴承复合支撑的高速电主轴装置

说明书

技术领域

本发明属于机床设备制造领域，具体涉及一种使用滑动轴承和滚动轴承复合支撑的高速电主轴装置。

背景技术

高速电主轴是高速切削加工的关键，通常使用变频电机直接驱动。内装式电主轴是将电机转子直接与电主轴做成一体，电机的转子既是机床的电主轴，电机座就是电主轴单元的壳体，省去了传动环节，实现了电机与机床电主轴之间的“零传动”，克服了传统传动方式的电主轴系统振动和噪声大、额外增加转动惯量且容易打滑等缺点，重量轻、惯性小、结构紧凑、电主轴动态特性优异，改善了机床的动平衡，简化了机床外形设计，使得电主轴的高转速化和高精度化更容易实现。

电主轴转速升到一定程度时，支撑电主轴的液体润滑膜的摩擦功耗会急剧增大，导致润滑膜的刚度和承载力显著下降，同时如果功耗增加产生的热量不能被及时带走，将会导致电主轴及其支撑轴承发生热变形，这将严重影响高速机床性能；另一方面，电主轴自身的不平衡量会随着转速升高而明显增大，电主轴的精度也会受其影响而明显下降。

发明内容

本发明提供了一种使用滑动轴承和滚动轴承复合支撑的高速电主轴装置，该装置具有高刚度、高精度、长寿命和大功率等特点，尤其适用于高速度、高精密、高刚度等工作条件下的复杂加工。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种使用滑动轴承和滚动轴承复合支撑的高速电主轴装置，包括壳体，电主轴，支撑电主轴两端并用于调节电主轴径向位移的前轴承和后轴承，固定前轴承和后轴承的前轴承套和后轴承套，固定在壳体上的后轴承端盖，以及用于调节电主轴轴向位移的高速推力角接触球轴承；所述前轴承和后轴承均为水润滑动静压滑动轴承。

作为本发明的优选实施例，所述后轴承端盖上固定有高速推力角接触球轴承基座，一对高速推力角接触球轴承安放在电主轴后端，左侧通过高速推力角接触球轴承基座固定，右侧通过高速推力角接触球轴承外圈固定套和高速推力角接触球轴承内圈固定套固定，高速推力角接触球轴承外圈固定套通过螺纹安装于高速推力角接触球轴承基座上，高速推力角接触球轴承内圈固定套通过螺栓安装于电主轴上。

作为本发明的优选实施例，所述壳体进一步包括有壳体进水道和壳体出水道，所述壳体进水道内的介质为液体水；液体水自壳体进水道依次进入到前轴承套和后轴承套、前轴承和后轴承，最后从壳体出水道流出。

作为本发明的优选实施例，所述前轴承套和后轴承套上分别设置有与壳体进水道相通的前轴承套进水道和后轴承套进水道，所述前轴承和后轴承上分别设置有与前轴承套进水道相通的前轴承节流孔和与后轴承套进水道相通的后轴承节流孔。

作为本发明的优选实施例，在所述前轴承节流孔的两侧进一步设置有前轴承左环形回水槽和前轴承右环形回水槽，所述后轴承节流孔的两侧进一步设置有后轴承左环形回水槽和后轴承右环形回水槽，所述前轴承左环形回水槽和前轴承右环形回水槽通过前轴承与电主轴之间的间隙相通，所述后轴承左环形回水槽和后轴承右环形回水槽通过后轴承与电主轴之间的间隙相通。

作为本发明的优选实施例，所述前轴承的两端设置有前轴承左气封环和前轴承右气封环，所述后轴承的两端设置有后轴承左气封环和后轴承右气封环，防止介质水沿电主轴的轴向流入电机和流出壳体。

作为本发明的优选实施例，所述气封环为沿着轴向依次设置的三个环形密封齿，在最外侧的环形密封齿外侧设置有环形进气装置，以保证沿着电主轴周向形成一道压力均布的气体密封墙。

作为本发明的优选实施例，所述壳体进一步设置有壳体进气道，高压气自壳体进气道依次进入到轴承套、轴承和轴承回水槽内，对轴承回水槽内的水产生压力，加快水从壳体出水道流出。

作为本发明的优选实施例，所述前轴承套和后轴承套分别设置有与壳体进气道相通的前轴承套进气道和后轴承套进气道，所述前轴承和后轴承分别设置有前轴承进气道和后轴承进气道，所述前轴承进气道和后轴承进气道通过轴承与电主轴的间隙与前轴承回水槽和后轴承回水槽相通。

相对于现有技术，本发明至少具有以下优点：本发明以电主轴两端安装的前轴承和后轴承作为径向支撑，以电主轴端部安装的高速推力角接触球轴承作为轴向支撑，这样不仅提高了整个电主轴的径向刚度和稳定性，而且降低了温升，同时，高速推力角接触球轴承作为轴向支撑，为电主轴提供的轴向刚度，控制电主轴的轴向位移及稳定性。

附图说明

图1为使用滑动轴承和滚动轴承复合支撑的高速电主轴装置进水通道方向纵剖结构示意图；