一种复合式静压气浮主轴的制作方法

本实用新型涉及一种气浮主轴，具体涉及一种复合式静压气浮主轴。

背景技术：

气浮主轴作为采用气体轴承支撑的主轴，具有明显的优点。其所具有的运转速度快、平稳、洁净、耐高温等特点使其具有良好的适应性。而采用气体轴承作为支撑的主轴也由于其运转精度高而被广泛地应用于精密超精密加工领域。因此，从当前国际上的研究和使用情况来看，大力发展气体轴承支撑的主轴已经是提高加工精度和生产率的一个重要突破口。

但是应用的日益广泛也对气浮主轴提出了更高的要求，现有小孔静压气体轴承支撑的主轴所具有的抗干扰能力差，轴向支撑不足以及轴向刚度小等特点又在制约着气浮主轴的发展。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有的静压气浮主轴承载刚度小、抗干扰能力差、可靠性不足的问题，进而提供了一种复合式静压气浮主轴。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种复合式静压气浮主轴，包括主轴和轴承组，所述轴承组包括球面气体轴承和小孔气体轴承，所述球面气体轴承与小孔气体轴承依次套装在主轴上，小孔气体轴承上开设有若干第一供气孔，所述球面气体轴承包括外圈和内圈，外圈上开设有若干第二供气孔，外圈和内圈之间存在间隙且外圈和内圈的配合面均为弧面。

球面气体轴承的外圈一部分与内圈配合，另一部分与主轴配合且外圈的另一部分与主轴之间的配合间隙和小孔气体轴承与主轴之间的配合间隙相同。

第一供气孔垂直主轴轴线设置，第二供气孔倾斜主轴轴线设置。

第一供气孔沿小孔气体轴承圆周方向均布设置，第二供气孔沿球面气体轴承外圈圆周方向均布设置。

第一供气孔的数量与第二供气孔的数量均为三至五个。

小孔气体轴承的外圆直径为60～100mm，主轴的直径为40～80mm。

球形气体轴承的内圈与主轴配合间隙为5～10μm，球形气体轴承的外圈与内圈之间的配合间隙及小孔气体轴承内圆面与主轴之间的配合间隙均为10～20μm。

所述球面气体轴承的外圈与小孔气体轴承依次固接为一体。

所述球面气体轴承的外圈与小孔气体轴承之间存在间隙。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

通过外部高压气源向多个供气孔内供气，气流在球面气体轴承和小孔气体轴承处产生支撑，使气浮主轴得以工作，采用球面气体轴承和小孔气体轴承联合承载，球面气体轴承兼具有轴向承载和径向承载的特点。在主轴工作时球面气体轴承兼具有动压承载的作用，加上小孔气体轴承的径向承载作用，气浮主轴的承载刚度大、轴向承载力大、抗干扰能力强且可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型的主视示意图(球面气体轴承与小孔气体轴承为固接为一体时)；

图2为图1的A-A向剖视示意图；

图3为本实用新型的主视示意图(球面气体轴承与小孔气体轴承之间存在间隙时)；

图4为图1的B-B向剖视示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式的一种复合式静压气浮主轴，包括主轴1和轴承组，所述轴承组包括球面气体轴承2和小孔气体轴承3，所述球面气体轴承2与小孔气体轴承3依次套装在主轴1上，小孔气体轴承3上开设有若干第一供气孔3-1，所述球面气体轴承2包括外圈2-1和内圈2-2，外圈2-1上开设有若干第二供气孔2-3，外圈2-1和内圈2-2之间存在间隙且外圈2-1和内圈2-2的配合面均为弧面。

通过外部高压气源向多个供气孔内供气，气流在球面气体轴承2和小孔气体轴承3处产生支撑，使主轴1得以工作，采用球面气体轴承2和小孔气体轴承3联合承载，球面气体轴承2兼具有轴向承载和径向承载的特点。第一供气孔3-1为小孔气体轴承3供气，使主轴1在小孔气体轴承3内转动，第二供气孔2-3为球面气体轴承2供气，使球面气体轴承2的内圈2-2在外圈2-1和主轴1之间转动。

具体实施方式二：结合图1～图4说明本实施方式，球面气体轴承2的外圈2-1一部分与内圈2-2配合，另一部分与主轴1配合且外圈2-1的另一部分与主轴1之间的配合间隙和小孔气体轴承3与主轴1之间的配合间隙相同。如此设计，可以保持两段气膜厚度相同，主轴工作稳定。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1～图4说明本实施方式，第一供气孔3-1倾斜主轴1轴线设置，第二供气孔2-3垂直主轴1轴线设置。如此设计，可以使得供气更为均匀，保证轴承承载均匀。其它组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1～图4说明本实施方式，第一供气孔3-1沿小孔气体轴承3圆周方向均布设置，第二供气孔2-3沿球面气体轴承2外圈2-1圆周方向均布设置。如此设计，可以使得轴承承载均匀。其它组成与连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1～图4说明本实施方式，第一供气孔3-1的数量与第二供气孔2-3的数量均为三至五个。如此设计，可以有效保证轴承的承载能力。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：结合图1～图4说明本实施方式，小孔气体轴承3的外圆直径为60～100mm，主轴1的直径为40～80mm。其它组成与连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1～图4说明本实施方式，球形气体轴承的内圈2-2与主轴1配合间隙为5～10μm，球形气体轴承的外圈2-1与内圈2-2之间的配合间隙及小孔气体轴承3内圆面与主轴1之间的配合间隙均为10～20μm。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。

具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，所述球面气体轴承2的外圈2-1与小孔气体轴承3依次固接为一体。其它组成与连接关系与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图3和图4说明本实施方式，所述球面气体轴承2的外圈2-1与小孔气体轴承3之间存在间隙。其它组成与连接关系与具体实施方式七相同。