專利名稱：高旋轉(zhuǎn)精度的空氣軸承高速動力頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種動力轉(zhuǎn)動工具，涉及以空氣軸承為支承的轉(zhuǎn)動軸結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
用電機(jī)驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)的高速動力頭，其轉(zhuǎn)動主軸以軸承作為轉(zhuǎn)動支承，目前一些高速的動力頭采用空氣軸承作轉(zhuǎn)動支承，具有速度高、精度高、噪音少、振動少、耗能少、無污染、壽命長的優(yōu)點(diǎn)。CN2456887公開了一種大功率氣靜壓軸承電主軸的設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是在主軸前端頸部裝一個與主軸頸長度相等的空氣軸承作支承，而其電機(jī)的轉(zhuǎn)子的尾部無軸承支承(即主軸的尾部無軸承支承)，這種結(jié)構(gòu)存在的缺點(diǎn)是主軸在高頻電機(jī)拉動高速旋轉(zhuǎn)時(shí)由于其尾部沒有軸承支承會產(chǎn)生晃動，由于主軸晃動而使軸承和主軸之間產(chǎn)生磨擦可引起抱軸現(xiàn)象(抱軸即是自動剎車不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn))，這將大大影響其工作的安全性，也影響主軸旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和精度。此外，現(xiàn)有的公開的作為電主軸支承的空氣軸承的結(jié)構(gòu)(如CN2456887、CN2222037所公開的結(jié)構(gòu))，是采用多條環(huán)形坑槽作為氣體通道，在環(huán)形坑槽上設(shè)置一排節(jié)流孔，外部加壓氣體經(jīng)過作為氣體通道的多條環(huán)形坑槽流入節(jié)流孔，進(jìn)入軸承與主軸之間的氣隙形成具有支承載荷能力的氣膜，這種結(jié)構(gòu)方式的缺點(diǎn)是流阻較大，氣壓受損失，對軸承的承載力、剛度產(chǎn)生不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提出一種能避免上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，能實(shí)現(xiàn)高速、高旋轉(zhuǎn)精度，可靠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣軸承高速動力頭新設(shè)計(jì)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案本高穩(wěn)定空氣軸承高速動力頭，具有一根旋轉(zhuǎn)主軸，直接由高速變頻電機(jī)驅(qū)動，該主軸由前、后兩個空氣軸承支承，前軸承位于高速變頻電機(jī)的前端，該軸承殼體中設(shè)有環(huán)形氣腔，在環(huán)形氣腔底部設(shè)有多個節(jié)流孔通向軸承與旋轉(zhuǎn)主軸之間的氣隙，在旋轉(zhuǎn)主軸的前端設(shè)有止推環(huán)；所說的后軸承位于高速變頻電機(jī)的后端，該軸承殼體中設(shè)有環(huán)形氣腔，在環(huán)形氣腔底部設(shè)有多個節(jié)流孔通向軸承與旋轉(zhuǎn)主軸之間的氣隙。
本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)主軸采用變頻電機(jī)驅(qū)動，主軸的前后由兩個空氣軸承支承，解決了主軸在高速下穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的問題；在空氣軸承的結(jié)構(gòu)上，采用了環(huán)形氣腔的結(jié)構(gòu)，外部加壓氣體通過環(huán)形氣腔流入節(jié)流孔進(jìn)入軸承與主軸之間的氣隙形成具有支承載荷能力的氣膜，大大降低了流阻，使氣壓更穩(wěn)定，電主軸的磨擦損耗降低，承載力、剛性大大增強(qiáng)，旋轉(zhuǎn)精度大大提高，能實(shí)現(xiàn)高達(dá)6～12萬轉(zhuǎn)/分的高速旋轉(zhuǎn)。
由于前軸承長度一般較長，為使在軸承上殼體中形成的環(huán)形氣腔不致于影響軸承自身的機(jī)械強(qiáng)度，在前軸承殼體中沿著旋轉(zhuǎn)主軸所設(shè)置的環(huán)形氣腔可以分隔成2～3個，氣腔之間通過氣槽(53)相通。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為圖1的A-A向剖視圖；圖中，1為主軸，2為止推環(huán)，3為前端蓋，4為調(diào)整環(huán)，5為前軸承，6為進(jìn)氣槽，7為定子，8為轉(zhuǎn)子，9為后軸承，10為后端蓋，11為固定螺釘，12為冷卻水進(jìn)出水管接頭，13為排氣孔，14為進(jìn)氣管接頭，51為前軸承的環(huán)形氣腔，52為前軸承的節(jié)流孔，53為氣槽，91為后軸承的環(huán)形氣腔，92為后軸承的節(jié)流孔。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，本空氣軸承高速動力頭包括一變頻電機(jī)和由變頻電機(jī)驅(qū)動的主軸1，7、8分別為變頻電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子，主軸1由前空氣軸承5和后空氣軸承9支承；前空氣軸承5的殼體上具有兩個環(huán)形氣腔51，這兩個環(huán)形氣腔之間有氣槽53連通，每個環(huán)形氣腔51的底部開有3個環(huán)形槽，每個環(huán)形槽均布8個節(jié)流孔52，外部加壓氣體由進(jìn)氣管接頭14經(jīng)進(jìn)氣槽6輸入環(huán)形氣腔51再經(jīng)節(jié)流孔52進(jìn)入前空氣軸承與主軸之間的氣隙；后空氣軸承9的殼體上具有一個環(huán)形氣腔91，該環(huán)形氣腔的底部開有2個環(huán)形槽，每個環(huán)形槽均布8個節(jié)流孔92，有外部加壓氣體(圖中未示出氣體流道)輸入環(huán)形氣腔91再經(jīng)節(jié)流孔92進(jìn)入后空氣軸承與主軸之間的氣隙；在主軸1的前端設(shè)有止推環(huán)2，止推環(huán)上有節(jié)流孔，形成軸向止推軸承，用于限制主軸的軸向串動；前端蓋3用于將止推環(huán)固定在前空氣軸承5的前端；調(diào)節(jié)環(huán)4用于調(diào)整軸承的間隙；12為變頻電機(jī)的水冷卻進(jìn)出水接頭。
權(quán)利要求1.一種高旋轉(zhuǎn)精度的空氣軸承高速動力頭，具有一根直接由高速變頻電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)主軸(1)，其特征在于該主軸由前、后兩個空氣軸承(5、9)支承，前軸承(5)位于高速變頻電機(jī)的前端，該軸承殼體中設(shè)有環(huán)形氣腔(51)，在環(huán)形氣腔底部設(shè)有多個節(jié)流孔(52)通向軸承與旋轉(zhuǎn)主軸之間的氣隙，在旋轉(zhuǎn)主軸的前端設(shè)有止推環(huán)(2)；所說的后軸承(9)位于高速變頻電機(jī)的后端，該軸承殼體中設(shè)有環(huán)形氣腔(91)，在環(huán)形氣腔底部設(shè)有多個節(jié)流孔(92)通向軸承與旋轉(zhuǎn)主軸之間的氣隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高旋轉(zhuǎn)精度的空氣軸承高速動力頭，其特征在于所說的前軸承殼體中沿著旋轉(zhuǎn)主軸設(shè)置2～3個環(huán)形氣腔(51)，氣腔之間通過氣槽(53)相通。
專利摘要一種高旋轉(zhuǎn)精度的空氣軸承高速動力頭，具有一根旋轉(zhuǎn)主軸，直接由高速變頻電機(jī)驅(qū)動，該主軸由前、后兩個空氣軸承支承，前軸承位于高速變頻電機(jī)的前端，該軸承殼體中設(shè)有環(huán)形氣腔，在環(huán)形氣腔底部設(shè)有多個節(jié)流孔通向軸承與旋轉(zhuǎn)主軸之間的氣隙，在旋轉(zhuǎn)主軸的前端設(shè)有止推環(huán)；所說的后軸承位于高速變頻電機(jī)的后端，該軸承殼體中設(shè)有環(huán)形氣腔，在環(huán)形氣腔底部設(shè)有多個節(jié)流孔通向軸承與旋轉(zhuǎn)主軸之間的氣隙。本動力頭具有高速、高旋轉(zhuǎn)精度，承載力、剛性大，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F16C35/08GK2561994SQ0222556
公開日2003年7月23日 申請日期2002年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月1日
發(fā)明者龍廷江 申請人:張浩元