一种减少热油携带的静压推力轴承装置的制作方法

本发明涉及一种减少热油携带的静压推力轴承装置，属于重型静压机床液体静压技术领域。

背景技术：

近年来，我国的装备制造业发展迅速，静压支承技术因其在可靠性、抗振性、工作效率、加工精度等方面的优越性而被越来越多的应用到重型数控设备中去，液体静压推力轴承的深入研究推动着重型加工制造业的不断发展。普通的静压推力轴承底座上油垫的油膜刚度有限，在高速重载的情况下，极易造成间隙油膜温度升高，润滑油粘度降低，油膜厚度变薄，导致局部出现油膜破裂和干摩擦，进而发生油膜润滑失效现象，而机床运行寿命的长短和加工精度的高低是由静压推力轴承底座上油垫的油膜性能所决定的。再加上油垫中油膜温度的升高将会导致机床发生热变形，降低加工精度，这在工程中是不允许的，而油垫中油膜温升的原因常常被人们忽略的一部分是来自于油膜热油携带的影响，即在某一速度条件下单个油垫周向两侧封油边净流量方向与工作台转向一致时，一侧封油边没有润滑油流出，热量积累后将随着润滑油流动带向另一侧封油边，经过回油槽到下一个油垫中，以此类推热量不断的在油垫之间被携带，造成热量无法扩散并不断积累，最终导致油膜温度升高。因此在保证机床主轴精度的前提下，提高油膜刚度和降低热油携带量成为目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种减少热油携带的静压推力轴承装置。

本发明的技术方案：一种减少热油携带的静压推力轴承装置，它包含底座（1）、刮油板（2）、油垫主体（3）和转台（4），刮油板（2）通过内六角螺栓安装在底座（1）上，其特征在于：所述的刮油板（2）由刮油板支架（2-1）、螺栓孔（2-2）、凸字形曲面刮油板（2-3）和挡板（2-5）组成，刮油板（2）整体为扇形结构，刮油板支架（2-1）通过螺栓孔（2-2）用内六角螺栓固定在底座（1）上，凸字形曲面刮油板（2-3）与刮油板支架（2-1）间隙配合，所述的油垫主体（3）由回油槽（3-1）、封油边（3-2）、油腔（3-3）、进油孔（3-4）组成，油垫主体（3）为一扇形结构，其上加工有一扇形油腔（3-3），扇形油腔（3-3）与油垫主体（3）的长度方向一致，在扇形油腔（3-3）中心加工有一圆形进油孔（3-4），扇形油腔（3-3）外侧为一圈扇形封油边（3-2），封油边（3-2）四周加工有回油槽（3-1）。

作为优选，所述的刮油板（2）整体为扇形结构，刮油板支架上表面（2-6）是由两个小扇形面构成，且中间留有缝隙，挡板（2-5）连接着刮油板支架（2-1）内侧的下表面与小扇形的内侧面，凸字形曲面刮油板（2-3）为一凸字形结构，且凸字形上表面为曲面刮油面（2-4），刮油板（2）的高度与油垫油膜高度相持平。

作为优选，所述的油垫主体（3）为扇形结构，封油边（3-2）左右a、b两端周向宽度不同，周向较宽的封油边（3-2-b）在扇形端面上从油腔（3-3）的侧端沿周向方向向下倾斜适当角度，转台（4）顺时针运动的切线方向始终与封油边斜面的倾斜方向相反。

本发明的有益效果为

（1）扇形刮油板装置安装在静压推力轴承底座上，装置工作时，与油膜接触的转台下表面热油被两油垫之间刮油板的曲面刮油面刮走，从而减少相邻两油垫之间的热油携带量，有效降低了油液的温升。

（2）扇形刮油板装置由两部分组成，即刮油板支架和凸字形曲面刮油板，刮油板支架固定在静压推力轴承装置的底座上，凸字形曲面刮油板则间隙配合安装在刮油板支架上，便于装置的安装与拆卸。

（3）凸字形曲面刮油板设置有曲面刮油面，在传统的平面刮油面所刮油量的基础上可以增加更多的刮油量，而且不需要较大粘度的润滑油就能刮起，随着温度的升高，润滑油粘度逐渐降低，刮在曲面刮油面上的油量将更容易甩出，从而加快了热对流交换速度，起到冷却和润滑的作用。

（4）扇形油垫周向封油边左右采用非对称结构，一边封油边保持原有封油边效果，另一边则在原有基础上向下倾斜一定角度，即在扇形封油边端面上从油腔的侧端面沿周向方向向下倾斜适当角度，利用该倾斜角度与旋转工作台之间的楔形形成动压，从而补偿润滑油的静压损失，提高油膜的刚度和承载能力，解决静压推力轴承润滑失效问题。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为底座的结构示意图

图2为刮油板的结构示意图

图3为刮油板底座的结构示意图

图4为扇形油垫的结构示意图

图5为本发明的整体示意图

图中：1底座；2刮油板；2-1刮油板支架；2-2螺栓孔；2-3凸字形曲面刮油板；2-4刮油板曲面；2-5挡板；2-6刮油板支架上表面；3油垫主体；3-1回油槽；3-2封油边；3-3油腔；3-4进油孔；4转台。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明具体实施方式采用以下技术方案：一种减少热油携带的静压推力轴承装置，它包含底座（1）、刮油板（2）、油垫主体（3）以及转台（4），刮油板（2）通过内六角螺栓安装在底座（1）上，其特征在于：所述的刮油板（2）由刮油板支架（2-1）、螺栓孔（2-2）、凸字形曲面刮油板（2-3）和挡板（2-5）组成，刮油板（2）整体为扇形结构，刮油板支架（2-1）通过螺栓孔（2-2）用内六角螺栓固定在底座（1）上，凸字形曲面刮油板（2-3）与刮油板支架（2-1）间隙配合，所述的油垫主体（3）由回油槽（3-1）、封油边（3-2）、油腔（3-3）、进油孔（3-4）组成，油垫主体（3）为一扇形结构，其上加工有一扇形油腔（3-3），扇形油腔（3-3）与油垫主体（3）的长度方向一致，在扇形油腔（3-3）中心加工有一圆形进油孔（3-4），扇形油腔（3-3）外侧为一圈扇形封油边（3-2），封油边（3-2）四周加工有回油槽（3-1）。

刮油板（2）整体为扇形结构，刮油板支架上表面（2-6）是由两个小扇形面构成，且中间留有缝隙，挡板（2-5）连接着刮油板支架（2-1）内侧的下表面与小扇形的内侧面，凸字形曲面刮油板（2-3）为一凸字形结构，且凸字形上表面为曲面刮油面（2-4），刮油板（2）的高度与油垫油膜高度相持平。

油垫主体（3）为扇形结构，封油边（3-2）左右a、b两端周向宽度不同，周向较宽的封油边（3-2-b）在扇形端面上从油腔（3-3）的侧端沿周向方向向下倾斜适当角度，转台（4）顺时针运动的切线方向始终与封油边斜面的倾斜方向相反。

工作原理：静压推力轴承装置工作时将8个相同的扇形刮油板（2）和油垫主体（3）按照图1方式均匀布置在静压推力轴承底座（1）上，转台（4）处于底座（1）的正上方，转台下表面与油垫（3）形成配合。油泵通过压力把液压油送入进油孔（3-4），连续不断的输入液压油直至充满整个油腔（3-3），最终在油腔（3-3）内产生压力，在8个油垫（3）共同作用下，压力油膜把摩擦副隔开，转台（4）被顶起；当转台（4）顺时针高速运转时，转台（4）与油垫（3）之间就有足够大的相对运动速度，由于油垫封油边（3-2-b）一边是倾斜的，所以两表面间形成收敛间隙，满足动压产生条件，利用动压来补偿润滑油的静压损失；在转台（4）高速工作时，与油膜接触的转台下表面的热油不断在相邻油垫（3）间被携带，此时安装在两油垫（3）间的刮油板装置（2）就会通过曲面刮油面（2-4）进行刮油，把转台下表面的油刮下来，刮下来的热油顺着凸字形曲面刮油板（2-3）流到刮油板支架上表面（2-6），进而流到底座（1）上，长时间工作会导致刮油板（2）失效，在维修时仅需更换凸字形曲面刮油板（2-3）即可，便于拆卸与维修。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围有所附的权利要求书及其等效物界定。