[发明专利]一种超精密气浮电主轴

权利要求书

1.一种超精密气浮电主轴，其特征在于：包括带有内腔的壳体、轴芯组件、气浮轴承组件、机体组件、电机和回转精度检测装置，所述轴芯组件沿轴向穿设于壳体的内腔内，所述气浮轴承组件套装于轴芯组件上，所述机体组件套装于气浮轴承组件上，所述电机位于机体组件和轴芯组件之间，所述电机的输出端与轴芯组件连接，用于提供轴芯组件转动的动力，外部气体进入内腔，所述机体组件、气浮轴承组件和轴芯组件之间形成气体通道，气体经所述气体通道依次进入机体组件、气浮轴承组件并使轴芯组件悬浮于气体中，所述回转精度检测装置设于壳体上，所述回转精度检测装置用于检测轴芯组件的转动；

所述气浮轴承组件包括小孔节流轴承，所述小孔节流轴承上设有节流孔，所述节流孔位于靠近轴芯组件的一端且与气体通道连通，气体从所述节流孔流出后，使所述气浮轴承组件和轴芯组件之间的间隙中形成有压力气膜，实现轴芯组件的气体静压支撑，以提高电主轴的刚性；

所述回转精度检测装置为三点法误差分离系统，包括控制系统、编码器、编码盘和三个传感器探头，所述编码器、三个传感器探头分别与控制系统连接，三个所述传感器探头与编码器连接，所述编码盘设于轴芯组件上，所述轴芯组件带动编码盘同步转动，所述编码器用于检测轴芯组件上编码盘的转动，所述传感器探头设于壳体上，所述传感器探头用于检测轴芯组件回转误差，通过所述编码器采集轴芯组件回转精度信号，所述传感器探头将轴芯组件回转误差通过信号的形式传送至控制系统，控制系统分离出影响加工的非同步误差与同步误差，对回转精度进行准确的分析。

2.如权利要求1所述的超精密气浮电主轴，其特征在于：所述三个传感器探头中的两个传感器探头的轴线相互垂直，这三个传感器探头中的另一个传感器探头的轴线与轴线相互垂直的两个传感器探头中的任一传感器探头的轴线之间的夹角为锐角。

3.如权利要求1或者2所述的超精密气浮电主轴，其特征在于：还包括铝水套，所述铝水套与壳体固接，所述铝水套、回转精度检测装置分别位于电机的两侧，所述铝水套、电机、机体组件、气浮轴承组件之间形成有冷却水通道，冷却水经冷却水通道依次进入铝水套、电机、机体组件、气浮轴承组件，所述铝水套上设有进气口，所述进气口与气体通道连通。

4.如权利要求3所述的超精密气浮电主轴，其特征在于：还包括推力轴承组件，所述推力轴承组件与气浮轴承组件相隔，所述推力轴承组件套装于轴芯组件上，所述气浮轴承组件和推力轴承组件之间形成气体支路，所述气体支路与气体通道连通，所述推力轴承组件包括推力小孔节流轴承，所述推力小孔节流轴承上设有推力节流孔，所述推力节流孔位于靠近轴芯组件的一端且与气体支路连通，气体从所述推力节流孔流出后，使所述推力轴承组件和轴芯组件之间的间隙中形成有压力气膜。

5.如权利要求4所述的超精密气浮电主轴，其特征在于：还包括防抱死机构，所述防抱死机构包括储气仓和气压检测阀门，所述储气仓设于铝水套上，所述储气仓与进气口连通，所述气压检测阀门位于铝水套与机体组件之间，所述气压检测阀门用于检测气体通道的气压。

6.如权利要求1、2、4或者5所述的超精密气浮电主轴，其特征在于：所述电机为三相异步感应电机。

7.如权利要求6所述的超精密气浮电主轴，其特征在于：所述电机包括转子和定子，所述转子固定于轴芯组件上，所述定子与转子通过槽配合，所述定子的槽数为12个，所述转子的槽数为11个。

8.如权利要求7所述的超精密气浮电主轴，其特征在于：所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯的定子槽与转子的转子槽错开布置。

9.如权利要求7或者8所述的超精密气浮电主轴，其特征在于：所述转子上设有平行槽。

10.如权利要求4所述的超精密气浮电主轴，其特征在于：所述气浮轴承组件和推力轴承组件为一体制造成型。