一种磨床砂轮用静压轴系的制作方法

本实用新型涉及机床用静压轴承技术领域，具体为一种磨床砂轮用静压轴系。

背景技术：

目前，用于磨床砂轮主轴的轴承主要有动压、静压轴承，部分磨床砂轮主轴也采用了动静压轴承，企业中使用的静压轴承是利用压力泵将压力润滑剂强行泵入轴承和轴之间的微小间隙的滑动轴承，压力泵提供压力形成压力油膜，以承受载荷，静压轴承的主要特点之一，是在完全静止的状态下，也能建立起承载油膜，能保证在启动阶段摩擦副两表面也没有直接接触，这在动压轴承是绝对不可能的。

在专利号为CN200910104110.1的中国专利中公开一种用于磨床砂轮主轴用的动静压轴承，包括上静压油腔、前静压油腔、下静压油腔、后静压油腔、动压腔、进油孔及3条轴向回油槽，其上静压油腔和动压腔之间开设有阶梯腔，阶梯腔的截面形状为矩形，阶梯腔深度与磨床砂轮主轴和动静压轴承的配合间隙取同一数量级，后静压油腔开设在与上述油腔轴向方向错开5-10mm的地方。

但是，上述专利是动静压结合的动静压轴承，压力泵虽然泵送定压的压力润滑剂，但其并未考虑到静压油腔进口处压力高于两侧边缘处的压力，导致静压油腔内的压力并不一致。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型提供了一种磨床砂轮用静压轴系，其通过利用将上静压轴油腔与下静压轴油腔的截面形状设计成中部凸起两侧收敛的轴对称弧形，并在中部凸起部位设置进油口，利用压力泵定压泵送压力润滑剂，在进油口处扩散围绕主轴或是驱动轴形成压力油膜，配合上静压轴油腔与下静压轴油腔的对称截面形状，使润滑剂在上静压轴油腔与下静压轴油腔的两侧的压力保持一致，且在轴上形成均匀的压力油膜，解决了上静压轴油腔与下静压轴油腔两侧压力存在压力不一致的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种磨床砂轮用静压轴系，其包括砂轮，该砂轮上同轴设置有主轴，该主轴旋转带动所述砂轮旋转工作，还包括：

壳体，所述壳体套设于所述主轴的外侧，其与所述主轴形成下静压轴油腔，该下静压轴油腔沿主轴的轴向圆周等距分布设置，且该下静压轴油腔的横截面形状为中部凸起两侧收敛的轴对称弧形，所述下静压轴油腔与所述主轴之间设置有油隙，且所述下静压轴油腔与外部的定压供油装置连通，由定压供油装置对其循环供油；以及

内置驱动机构，所述内置驱动机构设置于所述主轴的正上方，其设置所述壳体内，且其上的驱动轴与所述主轴同轴连接设置，该驱动轴的顶部圆周侧壁与所述壳体形成上静压轴油腔，该上静压轴油腔沿驱动轴的轴向圆周等距分布设置，且该上静压轴油腔的横截面形状与所述下静压轴油腔的横截面形状一致，所述上静压轴油腔与所述主轴之间设置有油隙，且所述上静压轴油腔与外部的定压供油装置连通，由定压供油装置对其循环供油。

作为改进，所述砂轮外设置有与壳体连接的砂轮罩，该砂轮罩半包覆所述砂轮设置。

作为改进，所述砂轮外设置有与磨床连接的连接部。

作为改进，所述壳体上分别设置有与所述下静压轴油腔连通的静压油腔进油嘴与静压油腔回油嘴。

作为改进，所述主轴与所述驱动轴通过轴连接器同轴连接，且该轴连接器的正下方设置有轴向限位器。

作为改进，所述下静压轴油腔竖直方向的两端均设置有第一密封圈，所述上静压轴油腔竖直方向的两端均设置有第二密封圈。

作为改进，所述下静压轴油腔与所述上静压轴油腔的进油口均位于其中部凸起的部位上。

作为改进，所述内置驱动机构还包括：

电机转子，所述电机转子设置于所述壳体内，其同轴设置于所述驱动轴的外部；以及

电机定子，所述电机定子设置于所述电机转子与所述驱动轴之间，其套设于所述驱动轴上。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型通过利用将上静压轴油腔与下静压轴油腔的截面形状设计成中部凸起两侧收敛的轴对称弧形，并在中部凸起部位设置进油口，利用压力泵定压泵送压力润滑剂，在进油口处扩散围绕主轴或是驱动轴形成压力油膜，配合上静压轴油腔与下静压轴油腔的对称截面形状，使润滑剂在上静压轴油腔与下静压轴油腔的两侧的压力保持一致，且在轴上形成均匀的压力油膜，避免在主轴或是驱动轴在启动与工作过程中，由于油膜压力不均出现的跳动；

(2)本实用新型利用在上静压轴油腔与下静压轴油腔的中部凸起开设进油口，使进油口处的润滑剂在从进油口进入后直接沿逐步收敛的油腔壁包覆在主轴或是驱动轴上形成良好的包覆油膜，提升承载能力；

(3)本实用新型充分考虑到润滑剂流动与主轴及驱动轴之间相对转动，及上静压轴油腔与下静压轴油腔收敛形成的动压效应产生的油压，利用动压效应弥补进油口处存在的油压偏大情况；

(4)本实用新型在设置驱动机构时，将其内置在壳体内，同时通过轴连接器将主轴与驱动机构的驱动轴连接，包裹在壳体内，利用壳体进行包覆，保护驱动机构，避免杂质的伤害，同时免去了主轴与驱动机构之间的额外的皮带传动机构，减少了驱动机构的磨损，延长了驱动机构的使用寿命。

综上所述，本实用新型具有承载力高，润滑效果好，使用寿命长等优点，尤其适用于机床用静压轴承技术领域。

附图说明

图1为本实用新型正视结构示意图；

图2为图1中A处结构放大示意图；

图3为本实用新型B—B处结构放大示意图；

图4为本实用上静压轴油腔结构示意图；

图5为图1中C处结构放大示意图；

图6为图1中D处结构放大示意图；

图7为图1中E处结构放大示意图；

图8为本实用新型仰视结构示意图；

图9为本实用新型下轴静压油腔工作状态结构示意图；

图10为本实用新型上轴静压油腔工作状态结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例：

如图1、图2、图3、图4与图5所示，一种磨床砂轮用静压轴系，其包括砂轮1，该砂轮1上同轴设置有主轴2，该主轴2旋转带动所述砂轮1旋转工作，还包括：

壳体3，所述壳体3套设于所述主轴2的外侧，其与所述主轴2形成下静压轴油腔31，该下静压轴油腔31沿主轴2的轴向圆周等距分布设置，且该下静压轴油腔31的横截面形状为中部凸起两侧收敛的轴对称弧形，所述下静压轴油腔31与所述主轴2之间设置有油隙，且所述下静压轴油腔31与外部的定压供油装置连通，由定压供油装置对其循环供油；以及

内置驱动机构4，所述内置驱动机构4设置于所述主轴2的正上方，其设置所述壳体3内，且其上的驱动轴41与所述主轴2同轴连接设置，该驱动轴41的顶部圆周侧壁与所述壳体3形成上静压轴油腔32，该上静压轴油腔32沿驱动轴41的轴向圆周等距分布设置，且该上静压轴油腔32的横截面形状与所述下静压轴油腔31的横截面形状一致，所述上静压轴油腔32与所述主轴2之间设置有油隙，且所述上静压轴油腔32与外部的定压供油装置连通，由定压供油装置对其循环供油。

进一步的，所述下静压轴油腔31与所述上静压轴油腔32的进油口310均位于其中部凸起部位上。

如图9与图10所示，需要说明的是，传统的静压轴承进油口只覆盖下静油腔的局部位置，其会导致静压轴油腔两侧的油压并不一致，导致轴在旋转过程中，轴会产生跳动，影响加工精度，本实用新型较传统的静压轴承，其将上静压轴油腔32与下静压轴油腔31的横截面形状均设计为中部凸起两侧收敛的对称弧形，并将进油口310设置在下静压轴油腔31与所述上静压轴油腔32的中部凸起的部位上，通过进油口310，外部的定压供油装置分别对下静压轴油腔31与所述上静压轴油腔32进行定压的润滑剂供应，通过将下静压轴油腔31与所述上静压轴油腔32的两侧逐步的收敛，使进入的定压润滑剂直接包覆在主轴2或者是驱动轴41上，形成加压油膜，且由于两侧形状逐步的收敛，可以使两侧的润滑剂的压力与进油口310处的保持一致，实现整个下静压轴油腔31与所述上静压轴油腔32内的油压都保持一致，主轴2余驱动轴41在旋转过程中，不会由于单侧油压不一致出现跳动。

此外，由于加压润滑剂是从进油口310向两侧收敛的夹角进行流动扩散，沿着下静压轴油腔31与所述上静压轴油腔32的弧形，可以在主轴2与驱动轴41上形成均匀的加压油膜，可以提高静压轴承的承载力。

进一步说明的是，由于下静压轴油腔31之间以及上静压轴油腔32之间都存在油隙，定压的润滑剂均可以通过油隙到达其中任一的设置有出油口的下静压轴油腔31之间或是上静压轴油腔32，从出油口排出到外部的定压供油装置连通,其中，由于油隙处伴随着轴处旋转会产生大量的热，润滑剂受热升温，其粘性会提升，影响润滑效果，因此，外部的定压供油装置连通优选带有冷却装置的定压供油装置。

如图8所示，作为一种优选的实施方式，所述砂轮1外设置有与壳体3连接的砂轮罩11，该砂轮罩11半包覆所述砂轮1设置。

需要说明的是，砂轮1在旋转工作的过程中会产生带有很大冲击力的颗粒喷射而出，伤害到操作人员，因此，通过设置砂轮罩11对砂轮1进行罩设，使颗粒无法喷射而出。

如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述砂轮1外设置有与磨床连接的连接部12。

需要说明的是，磨床砂轮用静压轴系需要通过连接部12与磨床的整体机身相连接。

如图1与图2所示，作为一种优选的实施方式，所述壳体3上分别设置有与所述下静压轴油腔31连通的静压油腔进油嘴313与静压油腔回油嘴314。

需要说明的是，下静压轴油腔31通过静压油腔进油嘴313与静压油腔回油嘴314与外部的定压供油装置连通，定压供油装置的定压润滑剂通过静压油腔进油嘴313进入到壳体3内的下静压轴油腔31内，而下静压轴油腔31的定压润滑剂则从静压油腔回油嘴314回流到定压供油装置内进行冷却再次回用。

进一步说明的是，上静压轴油腔32与外部定压供油装置的连接方式与下静压轴油腔31的连接方式一致。

如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述主轴2与所述驱动轴41通过轴连接器5同轴连接，且该轴连接器5的正下方设置有轴向限位器6。

需要说明的是，本实用新型中主轴2余驱动轴41之间通过轴连接器5进行连接，使驱动轴41在旋转的过程中，会带动主轴2进行旋转，轴向限位器6则对主轴2与驱动轴41之间的连接部位进行轴向限位。

如图5、图6与图7所示，作为一种优选的实施方式，所述下静压轴油腔31竖直方向的两端均设置有第一密封圈311，所述上静压轴油腔32竖直方向的两端均设置有第二密封圈321。

需要说明的是，第一密封圈311对下静压轴油腔31竖直方向的上下端面进行密封，第二密封圈321对上静压轴油腔32竖直方向的上下端面进行密封。

如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述内置驱动机构4还包括：

电机转子42，所述电机转子42设置于所述壳体3内，其同轴设置于所述驱动轴41的外部；以及

电机定子43，所述电机定子43设置于所述电机转子42与所述驱动轴41之间，其套设于所述驱动轴41上。

需要说明的是，传统的驱动机构是设置于壳体外部的，通过皮带传动连接或者是其他的传动连接方式使，驱动轴与主轴连接，但是在长时间的工作后，驱动轴会出现磨损，需要及时更换，而本实用新型，则是将内置驱动机构4设置在壳体1内，驱动轴41直径与主轴2同轴连接，免除了传动连接的构件，避免了驱动轴41的磨损，延长了驱动轴41的使用寿命，同时，内置驱动机构4设置于壳体内，有效的保护了内置驱动机构4，避免了杂质、废屑对其结构造成损失。

工作过程：

通过定压供油装置对下静压轴油腔31与上静压轴油腔32内冲入定压润滑剂，使定压润滑剂充满下静压轴油腔31与上静压轴油腔32，使润滑剂包覆在主轴2与驱动轴41的外部形成定压油膜，利用定压油膜对主轴2与驱动轴41进行润滑，使主轴2与驱动轴41在旋转过程中有静压轴承承载，而进入到下静压轴油腔31与上静压轴油腔32内的定压润滑剂通过油隙，再次回流到定压供油装置内，冷却后回用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。