一种采用静压轴承支撑的搅拌机构及其脱泡搅拌机的制作方法

本发明涉及脱泡搅拌设备，具体的，本发明应用于油漆、油墨、色浆、颜料、巧克力浆、生物医药化妆品、电子材料、纳米材料等材料的批量脱泡搅拌设备领域，特别是涉及一种采用静压轴承支撑的搅拌机构及其脱泡搅拌机。

背景技术：

1、目前脱泡搅拌机的横支座机构，是采用安装在主轴上的滚动轴承进行支撑的，通过驱动机构带动主轴旋转，从而带动横支座进行公转；目前脱泡搅拌机的转杯，也采用滚动轴承进行支撑，通过齿轮传动或者皮带传动，从而带动转杯自转。

2、目前采用滚动轴承进行旋转支撑的脱泡搅拌机，存在以下缺陷：

3、1.随着脱泡搅拌机的处理量需求越来越大，转杯尺寸、横支座尺寸和整体载荷均随之加大，因此用于支撑的滚动轴承需要满足尺寸大、转速高、负载高的要求。由于滚动轴承自身的结构特点，满足转速和负载要求的滚动轴承，其尺寸非常大，进而造成搅拌机整体结构复杂，加工难度大，并且部分滚动轴承需要特殊定制才能满足要求；

4、2.现有的滚动轴承支撑形式，轴承的使用寿命有限，并且轴承的润滑不容易解决，轴承损坏时，转动惯性会造成连接轴断裂等危险情况；

5、3.滚动轴承转动时产生的高温，会随着转杯轴等连接件传递到转杯上，高温会影响对温度敏感的搅拌材料；

6、4.公转和自转速比，受限于齿轮或者皮带的传动空间及比例限制；或者公转电机和自转电机互相拖拽的原因，速比无法实现无极变速，部分材料搅拌混合受到限制。

7、综上所述，目前运用滚动轴承进行旋转支撑的脱泡搅拌机，滚动轴承安装位置占用空间大，滚动轴承摩擦大、发热大、润滑难度大，并且无法实现无极变速；同时，滚动轴承受限于尺寸、转速、负载等因素，不利于同时满足尺寸较大、转速较大、负载较大的设备进行旋转传动。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术中的上述问题，提供一种采用静压轴承支撑的搅拌机构及其脱泡搅拌机，解决现有技术中滚动轴承摩擦大、发热大、润滑难度大的问题；进而解决由于滚动轴承的限制，导致脱泡搅拌机的尺寸、转速、负载难以同步提升的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

3、第一方面，提供一种采用静压轴承支撑的搅拌机构，包括：主轴组件和连接在所述主轴组件上的横支座组件，所述主轴组件包括主轴静压轴承和第一传动装置，所述横支座组件包括转杯静压轴承和第二传动装置。所述主轴静压轴承用于支撑横支座组件重力产生的轴向力，以及承受横支座组件公转时，离心力产生的弯矩，从而对轴承产生一定大小的径向力和轴向力；所述转杯静压轴承用于支撑材料自转产生的径向力，以及材料公转时，离心力作用于轴承上产生的轴向力和径向力；主轴静压轴承和转杯静压轴承内部由油液在微间隙内产生的油膜对支撑部件进行隔离和润滑，具有承载力大，摩擦小，高转速等优点。

4、进一步，关于以上组件，分别具有更加具体的结构，如下：

5、所述主轴组件采用主轴静压轴承对横支座组件进行支撑；具体的，所述主轴静压轴承包括第一固定座、第一内轴心、第一上轴瓦、第一下轴瓦和第一底轴瓦；所述第一固定座上开设有第一轴心孔，所述第一固定座底部固定有覆盖所述第一轴心孔的第一底板。

6、所述第一上轴瓦、第一下轴瓦和第一底轴瓦嵌设在所述第一固定座的所述第一轴心孔内，且，所述第一上轴瓦、所述第一下轴瓦和所述第一底轴瓦沿所述第一轴心孔的轴线方向依次贴合所述第一轴心孔的孔壁设置，所述第一底轴瓦下端面与所述第一底板上表面贴合。

7、所述第一上轴瓦、第一下轴瓦和第一底轴瓦套设在所述第一内轴心上，且所述第一下轴瓦和所述第一底轴瓦之间在轴向上留有轴向间隙；所述第一内轴心外壁设有一圈第一止推环，所述第一止推环插入所述第一下轴瓦和所述第一底轴瓦之间的轴向间隙；所述第一上轴瓦内壁和所述第一下轴瓦内壁与所述第一内轴心外壁之间均留有第一径向微间隙，所述第一下轴瓦下端面和所述第一底轴瓦上端面与所述第一止推环之间均留有第一轴向微间隙；所述第一径向微间隙和所述第一轴向微间隙构成第一径向及轴向微间隙；所述第一固定座上开设有分别与所述第一径向及轴向微间隙连通的第一进油通道和第一出油通道；液压油通过第一进油通道进入主轴静压轴承，经过第一径向及轴向微间隙内，在第一内轴心与第一上轴瓦、第一下轴瓦和第一底轴瓦之间形成稳定的润滑油膜，产生相应的径向支撑和轴向支撑；多余的液压油通过第一出油通道流出。

8、所述第一内轴心上端伸出于所述第一固定座，所述第一内轴心上对应所述第一固定座上端部的位置套设有第一密封环，所述第一密封环覆盖所述第一内轴心与所述第一固定座上端部之间的间隙；所述第一密封环用于密封第一内轴心与第一固定座。

9、所述第一内轴心下端面中心处设有第一传动轴，所述第一传动轴贯穿所述第一底板并与所述第一传动装置传动连接，所述第一传动轴上穿过所述第一底板的位置套设有第一密封圈。第一内轴心上部连接横支座组件，下部连接第一传动装置，第一传动装置包括驱动器和传动轮，传动轮固定在第一传动轴上，传动轮与驱动器连接，驱动器可以为电机、液压马达等，驱动器通过传动轮进行扭矩传递，将动力传递到主轴组件；由于主轴组件与横支座组件连接，因此横支座组件可以随动力进行旋转；此时横支座组件公转由单独的驱动动力进行控制。

10、所述横支座组件采用转杯静压轴承对转杯进行支撑，具体的，所述横支座组件还包括第二固定座；所述转杯静压轴承包括第二内轴心、第二上轴瓦、第二下轴瓦和第二底轴瓦；所述第二固定座下端面与所述第一内轴心上端连接；所述第二固定座上开设有一对对称设置的第二轴心孔，所述第二固定座上对应所述第二轴心孔下端位置固定有覆盖所述第二轴心孔的第二底板。

11、所述第二上轴瓦、第二下轴瓦和第二底轴瓦嵌设在所述第二固定座的第二轴心孔内，且，所述第二上轴瓦、所述第二下轴瓦和所述第二底轴瓦沿所述第二轴心孔的轴线方向依次贴合所述第二轴心孔的孔壁设置，所述第二底轴瓦下端面与所述第二底板上表面贴合。

12、所述第二上轴瓦、第二下轴瓦和第二底轴瓦套设在所述第二内轴心上，且所述第二下轴瓦和所述第二底轴瓦之间在轴向上留有轴向间隙；所述第二内轴心外壁设有一圈第二止推环，所述第二止推环插入所述第二下轴瓦和所述第二底轴瓦之间的轴向间隙；所述第二上轴瓦内壁和所述第二下轴瓦内壁与所述第二内轴心外壁之间均留有第二径向微间隙，所述第二下轴瓦下端面和所述第二底轴瓦上端面与所述第二止推环之间均留有第二轴向微间隙，所述第二径向微间隙和所述第二轴向微间隙构成第二径向及轴向微间隙；所述第二固定座上开设有分别与所述第二径向及轴向微间隙连通的第二进油通道和第二出油通道；油液通过第二进油通道进入转杯静压轴承，经过第二径向及轴向微间隙内，在第二内轴心与第二上轴瓦、第二下轴瓦和第二底轴瓦之间形成稳定的润滑油膜，产生相应的径向支撑和轴向支撑；多余的液压油通过第二出油通道流出。

13、所述第二内轴心上端伸出于所述第二固定座，所述第二内轴心上对应所述第二固定座上端部的位置套设有第二密封环，所述第二密封环覆盖所述第二内轴心与所述第二固定座上端部之间的间隙；所述第二密封环用于密封第二内轴心与第二固定座。

14、所述第二传动装置固定在所述第二底板下表面，所述第二内轴心下端面中心处设有第二传动轴，所述第二传动轴贯穿所述第二底板并与所述第二传动装置传动连接，所述第二传动轴上穿过所述第二底板的位置套设有第二密封圈。所述第二内轴心上设有转杯容纳腔，即第二内轴心呈内部中空、底部实心的结构，用于承载搅拌转杯，所述第二内轴心上端部设有密封所述转杯容纳腔的转杯盖；所述转杯盖上连接有旋转接头；第二动力装置转动时带动转杯静压轴承的第二内轴心旋转，达到转杯自转功能；此处第二动力装置可以为电机或者液压马达等用于驱动内圈转动的源动力；此时搅拌转杯的自转由单独的第二动力装置进行控制。

15、第二方面，本发明还提供一种脱泡搅拌机，包括液压站、回油箱、真空系统、机架、支撑板、防护罩、电控系统和上述的搅拌机构；为了通过控制液压油温度来实现对转杯内材料及零部件温度的控制，实现预热或降温，所述液压站内设有油温控制装置，所述油温控制装置用于控制所述液压站输出油液的温度；所述回油箱呈环形，回油箱用于收集从第一出油通道和第二出油通道流出的多余的油液；所述回油箱与所述液压站连通，液压站与第一进油通道和第二进油通道连通，回油箱与第一出油通道和第二出油通道连通，形成回路；在此基础上，由于液压站上有油温控制装置，可以根据需求适当调节油液温度，当油液经过转杯静压轴承时，可以对搅拌的材料进行热交换，达到对材料的降温或者预热的效果。

16、所述第一传动轴下端连接有气液旋转滑环，所述第一传动轴内开设有与所述气液旋转滑环连通的第一通孔，所述第一通孔向上贯穿所述第一内轴心；所述第二固定座中心开设有与所述第一通孔同轴线的第二通孔；

17、所述气液旋转滑环两端连接有气管，一端的气管与所述真空系统连接，另一端的气管穿过所述第一通孔、所述第二通孔并与所述旋转接头连接，所述真空系统用于对所述转杯容纳腔抽真空；

18、所述第一固定座外壁连接有连通所述第一进油通道和所述液压站的第一进油管；所述气液旋转滑环两端连接有第二进油管，一端的第二进油管与所述液压站连接，另一端的第二进油管穿过所述第一通孔与所述第二固定座的所述第二进油通道连通；所述液压站用于向所述第一径向及轴向微间隙和所述第二径向及轴向微间隙注入油液；

19、所述第一固定座外壁连接有连通所述第一出油通道和所述回油箱的第一出油管，所述第二固定座外壁连接有连通所述第二出油通道和所述回油箱的第二出油管。

20、所述液压站、所述真空系统和所述第一传动装置固定在所述机架上，机架底部固定有支撑地脚；所述支撑板通过减震垫固定在所述机架上表面，所述搅拌机构、所述回油箱和所述防护罩设于所述支撑板上表面，所述第一底板底部与所述支撑板固定，所述防护罩罩住所述搅拌机构和所述回油箱的侧面；

21、所述外壳与所述机架连接且罩住所述机架；所述外壳顶部对应所述搅拌机构上端的位置设有开口，所述外壳上位于所述开口处通过推杆连接有安全门；所述外壳顶部设有急停开关、启停开关和控制屏；所述电控系统设于所述外壳内，所述急停开关、所述启停开关、所述控制屏、所述液压站、所述油温控制装置、所述真空系统、所述第一传动装置、所述第二传动装置分别与所述电控系统电连接。

22、本发明技术方案的有益效果是：

23、1、本发明所述的一种采用静压轴承支撑的搅拌机构，可以满足大尺寸、大负载、高转速的使用需求，相较于采用滚动轴承的传统结构，节约了空间，简化了结构；并且具备低摩擦，寿命长，高精度，自润滑等特点，大幅提高了工作性能；本发明采用的静压轴承由流动的液压油进行支撑旋转，流体流动时可以产生热交换，降低转杯及零部件温度；动力装置直接与公转和自转部分连接，分别传动，可以实现公转自转速比的无极变速，具有较高的应用价值。

24、2、本发明所述的一种脱泡搅拌机，为实现大尺寸、大负载、高转速的脱泡搅拌机提供了一种可靠的解决方案，并且节约了空间，简化了结构，同时具备低摩擦，寿命长，高精度，自润滑等特点，大幅提高了工作性能；还可以通过控制液压油温度来实现对转杯内材料及零部件温度的控制，实现预热或降温；动力装置直接与公转和自转部分连接，分别传动，可以实现公转自转速比的无极变速。可广泛应用于油漆、油墨、色浆、颜料、巧克力浆、生物医药化妆品、电子材料、纳米材料的加工领域，具有较高的应用价值。