[发明专利]一种高精度电机装置及精密设备

说明书

根据本发明所涉及的高精度电机装置及精密设备，包括至少两个动静压半球体轴承以及具有转动轴的电动机，转动轴设置在动静压半球体轴承中，动静压半球体轴承具有支撑座、容纳组件以及转动件，容纳组件包括容纳件、多个静压衬套以及多个动压衬套，容纳件具有多个静压通道和动压通道，静压衬套设置在第一凹腔的开口处，动压衬套设置在第二凹腔的开口处，动压凹腔的横截面从底部至开口是逐渐扩大的。本发明的高精度电机装置及精密设备，工作状态时，半球体轴承中的凸球旋转时与凹球面互不接触，相对于动静压锥体轴承，动静压半球体轴承具有更好的同心配合度，因此采用气体或液体动静压技术能提高轴承轴系上转动轴的动态旋转精度。

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种高精度电机装置及设备。

背景技术

目前，电主轴技术在机械工业中已得到广泛应用，现有技术的电主轴技术是电动机转动轴与设备主轴合为同一根轴，以滚动轴承来支承主轴，利用电动机的变速使得设备主轴获得需要的速度，由于滚动轴承精度有限，难以满足主轴旋转精度≤0.10μm的要求，无法实现纳米级加工精度，功能单一，且高速运转时主轴的超声、磨损及发热严重，影响主轴的使用寿命。

现有技术的滚动轴承大多转动时为接触状态，转动精度和效率均不高。采用气体或液体动、静压技术与球体结构结合的轴承，是目前提高主轴旋转精度有效的途径之一。

根据气体(空气)或液体(油液)动、静压技术基本原理，液体或气体介质，分别进入到球体轴承凹球面的多个腔室中，当凸球旋转时，介质从多个腔室中形成动压力，凸球转速越高、介质密度越大、凹凸球间隙越小，动压力越大。由于凹、凸球面之间有一定的间隙，凸球浮起，旋转时处于非接触状态，但该球体轴承的凹球面及腔室的加工精度要求高，加工成本大。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种对球体轴承的凹球面及腔室加工精度要求不高，能降低加工成本的同时具有动压和静压技术的高精度电机装置及设备。

本发明提供了一种高精度电机装置，具有这样的特征，包括至少两个动静压半球体轴承；以及电动机，具有转动轴，转动轴设置在动静压半球体轴承中，其中，动静压半球体轴承具有支撑座、容纳组件以及转动件，容纳组件包括具有内凹半球面和外表面的容纳件、多个静压衬套以及多个动压衬套，容纳件具有多个用于通过流体的静压通道和动压通道，静压通道和动压通道分别设置在容纳件的内壁中且贯通内凹半球面和外表面，静压通道包括设置在内凹半球面上向内凹的第一凹腔和连通第一凹腔和外表面的静压孔道，动压通道包括设置在内凹半球面上向内凹的第二凹腔和连通第二凹腔和外表面的动压孔道，静压衬套具有呈柱形的静压凹腔，静压衬套设置在第一凹腔的开口处且静压凹腔开口朝向内凹半球面，静压凹腔的底部与第一凹腔相连通，动压衬套具有动压凹腔，动压衬套设置在第二凹腔的开口处且动压凹腔的的开口朝向内凹半球面，动压凹腔的底部与第二凹腔相连通，动压凹腔的横截面从底部至开口是逐渐扩大的，动压凹腔腔口的形状为椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种,转动件具有与内凹半球面相配的外凸半球面，设置在内凹半球面内，多个静压衬套和多个动压衬套沿至少一个布置平面设置在内凹半球面上，布置平面为垂直于转动件的旋转轴线的平面，支撑座具有与容纳件的外表面相配的支撑座内腔，容纳件设置在支撑座内腔内且与支撑座内腔过盈配合，支撑座上分别设置有与静压孔道相连通的至少一个第一通道，以及与动压孔道相连通的至少一个第二通道。

在本发明提供的高精度电机装置中，还可以具有这样的特征：其中，第一凹腔的数量至少为3个，第二凹腔的数量至少为3个。

另外，在本发明提供的高精度电机装置中，还可以具有这样的特征：其中，静压凹腔呈柱状，腔口的形状为为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种，动压凹腔沿布置平面的剖面呈月牙形或剖面的两端呈楔形。