[发明专利]半球式气体静压轴系及精密设备

权利要求书

1.一种半球式气体静压轴系，其特征在于，包括主轴、轴承、电机和轴外套；所述主轴和所述轴外套之间通过所述轴承连接；

所述轴承包括轴衬和轴瓦；所述轴外套、所述轴瓦、所述轴衬和所述主轴依次套接，且所述轴衬与所述主轴固定连接，所述轴瓦与所述轴外套固定连接；所述轴衬呈球缺形或者球台形；所述轴瓦呈球环形；

所述轴瓦采用多孔透气材料制成；所述轴外套设置有与所述轴瓦连通的气膜供气孔，以使气体经所述气膜供气孔进入所述轴瓦并在所述轴瓦与所述轴衬之间形成静压气体膜，以能够将所述轴衬和所述主轴悬浮起来；

所述电机设置在所述轴外套的内部，且所述电机的转子套装在所述主轴上，所述电机的定子设置在所述电机的转子与所述轴外套之间。

2.根据权利要求1所述的半球式气体静压轴系，其特征在于，沿所述主轴的轴向，所述主轴上至少设置有一对所述轴承；

成对设置的所述轴承分别设置在所述电机的两侧。

3.根据权利要求2所述的半球式气体静压轴系，其特征在于，成对的所述轴承关于所述电机对称设置；

所述轴瓦与所述主轴间隔设置。

4.根据权利要求2所述的半球式气体静压轴系，其特征在于，所述轴外套包括外套部和与所述轴承一一对应的轴瓦座部；所述外套部与所述轴瓦座部固定连接；

所述电机设置在所述外套部的内部；

所述轴瓦与所述轴瓦座部固定连接，且所述轴瓦和所述轴衬设置在所述轴瓦座部的内部；

所述外套部和/或所述轴瓦座部设置有所述气膜供气孔；

所述轴瓦远离所述轴衬的一面设置有与所述气膜供气孔连通的轴瓦气槽；所述轴瓦气槽的数量为多个；多个所述轴瓦气槽沿所述主轴的轴向间隔设置；所述轴瓦气槽呈环形。

5.根据权利要求4所述的半球式气体静压轴系，其特征在于，所述轴承的数量为一对，分别为第一轴承和第二轴承；相应的，所述轴瓦座部的数量为两个；

沿所述主轴的轴向，所述主轴的第一端固定连接有主轴盘，所述主轴盘与所述第一轴承的轴衬可拆装固定连接；所述主轴的与第一端相应的第二端固定连接有法兰盘，所述法兰盘与所述第二轴承的轴衬可拆装固定连接；

所述外套部和所述轴瓦座部连接有同轴定位圈，且所述同轴定位圈设置在所述外套部的内部和所述轴瓦座部的内部。

6.根据权利要求1所述的半球式气体静压轴系，其特征在于，所述主轴内部设置有主轴内腔，所述主轴内腔沿所述主轴的轴向延伸且两端开口；

沿所述主轴的轴向，所述主轴的第一端固定连接有主轴盘；所述主轴的与第一端相应的第二端连接有与所述主轴内腔连通的动力供气接头；所述主轴盘设置有与所述主轴内腔连通的主轴盘腔。

7.根据权利要求6所述的半球式气体静压轴系，其特征在于，所述主轴盘远离所述主轴的一面固定连接有真空吸盘；所述真空吸盘远离所述主轴的一面设置有用于吸附工件的吸槽；所述吸槽与所述主轴盘腔连通；通过所述动力供气接头抽气时，所述真空吸盘能够吸附固定工件；

或，

所述主轴盘腔内设置具有缩回所述主轴盘腔运动趋势的活塞；所述活塞包括活塞伸出部和与所述活塞伸出部固定连接的活塞底座部；所述活塞底座部始终位于所述主轴盘腔内，所述活塞伸出部用于固定工件且能够沿所述主轴的轴向伸出或者缩回所述主轴盘腔；所述动力供气接头供气时，气体经过所述主轴内腔进入所述主轴盘腔，所述主轴盘腔的气压达到阈值时能够令所述活塞伸出部的部分或者全部伸出所述主轴盘腔。

8.根据权利要求7所述的半球式气体静压轴系，其特征在于，所述活塞伸出部与所述主轴盘之间设置有滑动衬套；

所述活塞底座部与所述主轴盘之间设置有弹性件，所述弹性件具有令所述活塞底座部缩回所述主轴盘腔运动趋势，以使所述活塞伸出部随所述活塞底座部具有缩回所述主轴盘腔运动趋势。