[发明专利]一种用于重型轧辊磨床砂轮主轴的毛细管节流动静压混合轴承

说明书

技术领域

本发明涉及轴承，进一步是指用于重型轧辊磨床砂轮主轴的毛细管节流动静压混合轴承，该轴承利用了静压、动压油膜混合效应的原理，所设计出的动静压混合轴承在高速下具有高的承载能力、刚度、回转精度和较低的温升，还具有一定的抗主轴倾斜能力。

背景技术

目前，轧辊磨床砂轮主轴中采用动静压轴承越来越多。随着轧辊磨床向高效、重载、高速、高精度方向逐步发展，要求其砂轮主轴中动静压轴承承载能力高刚度高、轴承性能受润滑油温升影响小、抗主轴倾斜能力强。目前轧辊磨床砂轮主轴动静压轴承结构如专利号为ZL200520074843.2，开设了3个静压腔和1个动压腔，主轴在启动和工作时靠上述油腔共同作用来承受外载荷，充分利用了静压和动压混合效应，轴承油膜刚性较高。但是这种结构轴承在工作状态下承载能力不大，轴承润滑油温升较高且性能受温升影响较大，抗主轴倾斜能力较低；这可能会导致轴承轴向边缘与主轴发生接触碰撞磨损。

综上所述，怎样在保证轴承的性能受润滑油温升影响小，充分利用动静压混合效应来提高轴承的承载能力，能在一定程度上提高主轴的抗倾斜能力，这些都是设计高速高效重型轧辊磨床砂轮主轴轴承时迫切需要解决的难点问题。

发明内容

本发明的目的是，为了克服上述技术上的不足，提出一种用于重型轧辊磨床砂轮主轴的毛细管节流动静压混合轴承，它不但可以保证在高速下具有较高的承载能力和较低的温升，而且还具有一定的抗主轴倾斜能力。

本发明所述用于重型轧辊磨床砂轮主轴上的毛细管节流动静压混合轴承的结构特点是，在轴承腔壁设有上静压腔、前静压腔、下静压腔、左侧后静压腔和右侧后静压腔、弧形浅腔、动压腔、三个轴向回油槽、进油孔；所述上静压腔与下静压腔为一对置油腔，该两个油腔中心位于轴承垂直线上；前静压腔2中心位于轴承水平线的右边，且该静压腔靠近磨削工件；前静压腔同左侧后静压腔及右侧后静压腔对置且其水平中线在一个水平面上，左侧后静压腔和右侧后静压腔沿轴承宽度中心对称分布；位于前静压腔对面的动压腔为动压封油面除去左侧后静压腔和右侧后静压腔的部分；三个轴向回油槽分别设在前静压腔上、下两端及上静压腔1左侧，所述五个静压油腔分别同相应进油孔连通；弧形浅腔开在下静压腔与动压腔之间。

以下对本发明做出进一步说明。

本发明中，当轧辊磨床砂轮主轴在启动前，所述五个毛细管节流静压油腔通入压力油，在各静压油腔的静压作用下砂轮主轴浮起，可以使砂轮主轴与动静压混合轴承不发生接触，这避免了主轴与轴承之间发生碰撞刮擦。随着主轴转速的增大，动压腔5以及弧形浅腔4的动压效应明显增大，与所述五个毛细管节流静压油腔结合起来共同来承载。鉴于轧辊磨床受力的特殊性(由前静压腔指向动压面方向的力可达上万牛顿，上、下静压腔承受的力相对较小；而且受力方向保持不变)，实际上主要的外载荷还是由动压腔5以及弧形浅腔4在砂轮主轴高速旋转时产生很强的动压效应来承受；正是由于动压腔5以及弧形浅腔4的动压效应，大大的提高了油膜的承载力以及刚度。但是高速轴承的润滑油温升较高；动静压轴承的动压腔温升高而静压腔温升相对较低，温度变化较大。但是弧形浅腔轴承在高速下温升低于阶梯浅腔轴承。同时，毛细管节流静压轴承的载荷和刚度与润滑油的粘度及温升无关，轴承容许间隙的制造误差大一些，容许轴承的工作温度变化大，这很适合该动静压轴承润滑油温升变化大的情况。

左侧后静压腔8和右侧后静压腔9这两静压腔，还具有一定的抗主轴倾斜的能力，这样也可以在一定程度上降低由于主轴的倾斜而与轴承发生刮擦的可能性。此外，静压油膜还能起到均化轴承的制造误差的作用。

本发明中，由于所述轴承用在重型轧辊磨床主轴上，其受力很大而且方向保持不变从前腔指向后腔。砂轮主轴静止状态下的轴承受力主要由所述五个毛细管节流静压油腔共同来承受；当砂轮主轴高速工作旋转时轴承绝大部分承载力由动压面产生的流体动压力来承受，即该轴承在砂轮主轴旋转状态下主要靠动压腔5同该主轴之间的间隙形成的流体动压润滑力来承载。正因为该轴承受力的特殊性，其所述五个静压腔所成毛细管节流器尺寸参数(包括长度和内径)最好采用一定原则进行选择。