[发明专利]一种液体静压轴承的冷却机构

说明书

本发明公开了一种液体静压轴承的冷却机构，包括主轴，所述主轴的径向依次套装内轴套、外轴套和止推轴承，且主轴的径向与内轴套配合形成闭式液压油腔，所述内轴套外壁上设置有上冷却槽和下冷却槽，并与外轴套配合形成封闭的冷却水道，所述外轴套内部轴向设置有冷却水入口和冷却水出口，同时，在止推轴承内部周向开设三段均布的“之”字型冷却槽，通过在液体静压轴承发热部位设计的冷却结构，采用水循环冷却方式，对该关键部位进行主动温度控制，可以有效地降低液体静压轴承工作所产生的热量向轴承构件及工作台传递，减小了机床结构性的微小热变形，避免了采用传统冷却方式事后被动补偿的热滞留问题，从而有效地提高了机床系统的加工精度。

技术领域

本发明涉及液压轴承领域，具体为一种液体静压轴承的冷却机构。

背景技术

在液体静压轴承这一类结构紧凑且运动精度要求极高的回转类机械结构中，轴承的摩擦升温不仅会对机械系统的寿命有害且由于轴类零件的受热膨胀等因素会造成运动精度降低，因此，对这类轴承的有效冷却显得至关重要。

为保证高承载、刚度及稳定性要求，大型超精密立式车床主轴通常采用液体静压轴承的支撑方式，液体静压支撑在两配合面之间形成稳定的油膜，两配合面处于完全液体润滑状态，支撑刚度及稳定性则与油膜刚度密切相关，工作时静压油膜因流体内摩擦产生的热量一方面引起自身的粘度变化，进而可能会影响到静压轴承的刚度及稳定性，另一方面静压油温升引起的工作台热变形则直接影响到机械系统的工作精度。

对于液体静压轴承温升的处理方式，通常是在为其提供液压油源的液压系统内对油源进行温度监测并实施降温，通过对液压油源进行降温，并依靠油液的循环流动带走轴承工作产生的热量，该种方式系被动降温措施，无法对超精密液体静压轴承的发热部位形成直接降温，热量会不可避免地传递到轴承构件或工作台上，进而导致相关结构产生微小热变形，直接影响超精密主轴的性能稳定和运动精度。

现有的大多冷却机构都不可避免地引入相关机械装置实现降温，使得原有轴承系统结构复杂。因此，设计既能保持原有主轴系统各部件配合精度，又能有效实现冷却的机构具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种液体静压轴承的冷却机构，能有效地解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种液体静压轴承的冷却机构，包括主轴，所述主轴的径向依次套装内轴套、外轴套和止推轴承，且主轴的径向与内轴套配合形成闭式液压油腔，止推轴承的上端面与主轴下端面配合形成开式液压油腔。所述内轴套外壁上设置有上冷却槽和下冷却槽，并与外轴套配合形成封闭的冷却水道，所述外轴套内部轴向设置有冷却水入口和冷却水出口。

进一步地，所述止推轴承配合安装在主轴的下端面，所述止推轴承内部径向设置有冷却水道，且所述冷却水道由冷却槽A、冷却槽B和冷却槽C环接而成。

进一步地，所述冷却槽A、冷却槽B和冷却槽C呈“之”字形，且冷却槽A、冷却槽B和冷却槽C沿止推轴承环形分布。

进一步地，所述止推轴承的侧壁上设置有三组相互交错连通的深孔除首末进出口外，封闭其余位于外壁上的孔端，以构成封闭的冷却槽A、冷却槽B和冷却槽C。

进一步地，所述上冷却槽和下冷却槽均为螺旋上升状，且所述上冷却槽和下冷却槽与冷却水入口和冷却水出口相配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在液体静压轴承发热部位设计的冷却水道结构，采用水循环冷却方式，对该关键部位进行主动温度控制，可以有效地降低液体静压轴承工作所产生的热量向轴承构件及工作台传递，减小了机床结构性的微小热变形，避免了采用传统冷却方式事后被动补偿的热滞留问题，从而有效地提高了机床系统的加工精度。

附图说明