专利名称：一种液体滑动止推轴承轴向节流结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液体滑动轴承领域，特别是一种适用于机床主轴系统的液体滑动 止推轴承节流结构。
背景技术：
现有的液体滑动止推轴承两端都是采用径向节流的环形腔结构。电子工业出版社 2007年9月出版的钟洪等人编著《液体静压动静压轴承设计使用手册》P52页介绍了一种 典型的C6140车床的静压主轴单元。如
图1所示，其主轴1，前轴承2，后轴承3以及止推轴 承4，锁紧螺母5共同构成了静压主轴单元的轴向止推轴承结构，前轴承2和后轴承3用于 止推的端部均采用径向节流的环形腔结构，止推轴承4布置在后轴承3后部，利用锁紧螺母 5固定，通过改变止推轴承间隙调整垫6的尺寸来调整轴向间隙即径向节流边的间隙。由于 主轴热膨胀造成的伸长量Δ L通常在1/100毫米数量级，而止推轴承轴向间隙与它在同一 个数量级，当主轴1高速旋转发热膨胀导致长度尺寸变大时，轴向间隙会随之变大，导致轴 向刚性降低。发明内容本实用新型的目的是提供一种液体滑动止推轴承轴向节流结构，它将现有两端都 是径向节流结构的止推轴承改为一端径向节流另一端轴向节流结构的止推轴承，可有效地 改善主轴，尤其是高速主轴的工作状况和刚性。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是所述液体滑动止推轴承轴向节 流结构包括轴承、止推轴承以及止推轴承定位件，其结构特点是，所述轴承内侧有用于主轴 轴向止推的轴向节流边Α，该轴向节流边A与主轴之间设有止推轴承，该止推轴承外圆周上 有与该轴向节流边A相对的轴向节流边B，所述轴向节流边A与所述轴向节流边B之间有节 流间隙C，轴承、止推轴承和主轴形成与节流器连通的腔Ε，轴承内槽与主轴外圆形成腔Q， 轴承位于腔Q与腔E之间的内侧有轴向节流边S，主轴与节流边S对应的部分之间有节流间 隙。所述液体滑动止推轴承还设有径向节流结构为，在轴承一端面有与节流器连通的 环形腔D，该轴承端面与主轴大头对应的端面之间有径向节流间隙F。所述轴承与止推轴承外圆之间设有通过通道与流体介质容器连通的腔Μ。以下对本实用新型做出进一步说明。一种液体滑动止推轴承轴向节流结构，包括轴承9、止推轴承8以及卡环11，所述 轴承9内侧有用于主轴1轴向止推的轴向节流边Α，该轴向节流边A与主轴1之间设有止 推轴承8，该止推轴承8外圆周上有与该轴向节流边A相对的轴向节流边B，所述轴向节流 边A与所述轴向节流边B之间有节流间隙C，轴承9、止推轴承8和主轴1形成与节流器连 通的腔Ε，轴承9内槽与主轴1外圆形成腔Q，腔Q通过通道与流体介质容器连通，轴承9位 于腔Q与腔E之间的内侧有轴向节流边S，主轴1与节流边S对应的部分之间有节流间隙。[0009]进一步地，如图2和6所示，本实用新型所述轴向节流边B伸入轴承9轴向节流边 A的宽度L2小于轴承9轴向止推的轴向节流边宽度Li，此种情况下，有效轴向节流边宽度 LO等于轴向节流边B伸入轴承9轴向节流边A的宽度L2，由于主轴1热膨胀造成的伸长量 Δ L通常在1/100毫米数量级，而有效轴向节流边宽度LO通常在毫米数量级，所以主轴1 热膨胀造成的伸长量Δ L对有效轴向节流边宽度LO的影响很小，从而使压力Ρ2基本保持 稳定。所述轴承9端面与主轴1大头对应端面之间的间隙即为径向节流间隙F，当所述径 向节流间隙F大于稳定间隙FO时，端面环型腔D的压力Pl变小，前端承载力小于后部承载 力，后部承载力推动主轴1向减小径向节流间隙F的方向运动，端面环型腔D的压力Pl随 之变大，直至达到稳定间隙F0。反之当径向节流间隙F小于稳定间隙FO时，端面环型腔D 的压力Pl变大，前端承载力大于后部承载力，前端承载力推动主轴1向扩大径向节流间隙 F的方向运动，端面环型腔D的压力Pl随之变小，直到达到稳定间隙F0。工作中系统压力为PO的流体介质一路通过节流器节流后流入轴承9端面的环形 腔D，在主轴1大头后端面与轴承9前端面形成的环形径向节流边的作用下形成压力Ρ1，由 公知的液压公式可知当径向节流间隙F变小时，环型腔D内压力Pl增大，当径向节流间隙F 变大时，泄露增加，环型腔D内压力Pl减小，另一路压力流体介质通过节流器节流后流入由 轴承9、止推轴承8和主轴1形成的腔Ε，在止推轴承8外圆与轴承9后部阶梯孔的节流内 孔面形成的有效轴向节流边LO以及轴承9位于腔Q与腔E之间的内侧的轴向节流边S作 用下形成压力Ρ2，端面环型腔D的压力Pl乘以端面环型腔D有效面积得出前端承载力，腔 E的压力Ρ2乘以止推轴承有效端面面积得出后部承载力，当前后两端的承载力相等时达到 平衡，径向节流间隙F达到稳定。更进一步地，如图3和7所示，本实用新型所述的轴向节流边B伸入轴承9轴向节 流边的宽度L2也可以不小于轴承9轴向止推的轴向节流边宽度Ll与主轴1热膨胀造成的 伸长量Δ L之和Ll+ Δ L，此种情况下，所述有效轴向节流边宽度LO等于轴向节流边宽度 Ll，主轴1热膨胀造成的伸长量Δ L不会影响到有效轴向节流边的宽度L0，从而不会影响到 主轴1的工作状况和刚性，这一点运用在高速主轴上尤其有意义。更进一步地，本实用新型所述的轴向节流边B伸入轴承9轴向节流边A的宽度L2 还可以小于轴承9轴向止推的轴向节流边宽度Ll与主轴1热膨胀造成的伸长量Δ L之和 Ll+ Δ L，且所述轴向节流边B伸入轴向节流边A的宽度L2不小于轴承9轴向止推的轴向 节流边宽度Li。此种情况下，所述有效轴向节流边宽度LO约等于轴向节流边宽度Li，主轴 热膨胀造成的伸长量Δ L对有效轴向节流边的宽度LO影响很小，从而基本不会影响到主轴 的工作状况和刚性。更进一步地，上述轴承为前轴承或后轴承，所述止推轴承与主轴之间设有密封圈， 可以通过安装密封圈密封压力流体介质。所述止推轴承定位件可以是用于限制止推轴承轴 向滑动的任何公知的结构，如锁紧螺母或者卡环等。所述节流器可以是任何公知的节流器， 如小孔节流器、毛细管节流器、缝隙式节流器以及反馈式节流器等。所述通道优选为外接的 管路或加工出的孔道等。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是它将现有两端都是径向节流结构的 止推轴承改为一端径向节流另一端轴向节流结构的止推轴承，有效地改善了主轴，尤其是高速主轴的工作状况和刚性，提高了其刚度。以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的阐述。
图1为现有液体滑动止推轴承径向节流的结构原理图；图2是本实用新型L1>L2时的工作原理图；图3是本实用新型L2 ^ Ll+Δ L时的工作原理图；图4是本实用新型一种实施例的结构示意图；图5是本实用新型另一种实施例的结构示意图；图6是图2的G处局部放大图；图7是图3的H处局部放大图。在图中1-主轴；2-前轴承；3-后轴承；4，8-止推轴承；5-锁紧螺母； 6-调整垫；9，16-轴承；10-密封圈；11-卡环；A-轴承9的轴向节流边； B-止推轴承8的轴向节流边；C-节流间隙；D-环形腔；E-轴承9，止推轴承8与主轴1形成与节流器连通的腔；F-径向节流间隙；M-设在轴承9与止推轴承8之间与流体介质容器连通的腔；Q-轴承9内槽与主轴1外圆形成的腔；S-轴承9位于腔Q与腔E之间的内侧的轴向节流边；FO-环形径向节流边稳定间隙；Δ L-主轴1热膨胀造成的伸长量；LO-有效轴向节流边宽度；Ll-轴承9轴向止推的轴向节流边宽度；L2-轴向节流边B伸入轴向节流边A的宽度；PO-系统压力；Pl-环型腔D内压力；Ρ2-腔E内压力。
具体实施方式
实施例1一种液体滑动止推轴承轴向节流结构，如图4所示，包括轴承9、止推轴承8以及卡 环11，所述轴承9安装在主轴1的大头端和止推轴承8之间，通过卡环11将止推轴承8限 定在主轴1上，轴承9的一端与对应的主轴1大头端之间设有径向节流结构，该径向节流结 构为所述轴承9端面上有与节流器连通的环形腔D，轴承9端面与主轴1大头对应的端面之 间有节流间隙F，轴承9另一端与主轴1、止推轴承8之间设有轴向节流结构。所述轴向节 流结构为，在轴承9内侧有用于主轴1轴向止推的轴向节流边Α，该轴向节流边A与主轴1之间设有止推轴承8，该止推轴承8外圆周上有与该轴向节流边A相对的轴向节流边B，所 述轴向节流边A与所述轴向节流边B之间有节流间隙C，轴承9、止推轴承8和主轴1形成 与节流器连通的腔E，轴承9内槽与主轴1外圆形成腔Q，腔Q通过通道与流体介质容器连 通，轴承9位于腔Q与腔E之间的内侧有轴向节流边S，主轴1与节流边S对应的部分之间 有节流间隙。所述止推轴承8与主轴1之间设有密封圈10，通过卡环11轴向限定止推轴承8的 位置。所述轴承9与止推轴承8之间设有通过通道与流体介质容器连通的腔M。实施例2一种液体滑动止推轴承轴向节流结构，如图5所示，包括装在主轴1上的轴承9， 16，止推轴承8以及卡环11，所述主轴1大头端装有轴承16，该轴承16和主轴1大头端之 间设有径向节流结构，该径向节流结构为，所述轴承16上有与节流器连通的环形腔D，轴承 16的一个端面与主轴1大头对应端面之间有径向节流间隙F，所述液体滑动止推轴承轴向 节流结构安装在轴承9以及主轴1的小头端，止推轴承8通过锁紧螺母5限定在主轴1上， 轴承9与主轴1、止推轴承8之间设有如实施例1所述的轴向节流结构。实施例1和实施例2为L2彡Ll+ Δ L时的两种具体的例子，当然利用L1>L2或 Ll ^ L2 < Ll+ Δ L的情形也在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种液体滑动止推轴承轴向节流结构，包括轴承(9)、止推轴承(8)以及止推轴承定 位件，其特征是，所述轴承(9)内侧有用于主轴(1)轴向止推的轴向节流边A，该轴向节流 边A与主轴(1)之间设有止推轴承(8)，该止推轴承(8)外圆周上有与该轴向节流边A相对 的轴向节流边B，所述轴向节流边A与所述轴向节流边B之间有节流间隙C，轴承(9)、止推 轴承(8)和主轴(1)形成与节流器连通的腔E，轴承(9)内槽与主轴(1)外圆形成腔Q，轴承 (9)位于腔Q与腔E之间的内侧有轴向节流边S，主轴(1)与节流边S对应的部分之间有节 流间隙。
2.根据权利要求1所述的液体滑动止推轴承轴向节流结构，其特征是，所述轴承(9)与 止推轴承(8)之间设有一个或多个通过通道与流体介质容器连通的腔M。
3.根据权利要求1或2所述的液体滑动止推轴承轴向节流结构，其特征是，所述轴向节 流边B伸入轴向节流边A的宽度L2小于轴承(9)轴向止推的轴向节流边宽度Li。
4.根据权利要求1或2所述的液体滑动止推轴承轴向节流结构，其特征是，所述轴向节 流边B伸入轴向节流边A的宽度L2不小于轴承(9)轴向止推的轴向节流边宽度Ll与主轴 (1)热膨胀造成的伸长量Δ L之和Ll+ Δ L0
5.根据权利要求1或2所述的液体滑动止推轴承轴向节流结构，其特征是，所述轴向 节流边B伸入轴向节流边A的宽度L2小于轴承(9)轴向止推的轴向节流边宽度Ll与主轴 (1)热膨胀造成的伸长量Δ L之和Ll+ Δ L，且所述轴向节流边B伸入轴向节流边A的宽度 L2不小于轴承(9)轴向止推的轴向节流边宽度Li。
6.根据权利要求1或2所述的液体滑动止推轴承轴向节流结构，其特征是，所述轴承 (9)为前轴承或后轴承。
7.根据权利要求1或2所述的液体滑动止推轴承轴向节流结构，其特征是，所述止推轴 承(8)与主轴(1)之间设有密封圈(10)。
8.根据权利要求1或2所述的液体滑动止推轴承轴向节流结构，其特征是，所述止推轴 承定位件为锁紧螺母(5)或者卡环(11)。
专利摘要本实用新型公开了一种液体滑动止推轴承轴向节流结构，属于液体滑动轴承领域，它包括轴承、止推轴承以及止推轴承定位件，在轴承内侧有用于主轴轴向止推的轴向节流边A，该轴承轴向节流边A与主轴之间设有止推轴承，该止推轴承外圆周上有与该轴承轴向节流边A相对的轴向节流边B，所述轴承轴向节流边A与所述轴向节流边B之间有节流间隙C，轴承、止推轴承和主轴形成与节流器连通的腔E；轴承内槽与主轴外圆形成腔Q，轴承位于腔Q与腔E之间的内侧有轴向节流边S，主轴与节流边S对应的部分之间有节流间隙。本实用新型有效地改善了主轴的刚性，特别适用于机床主轴系统。
文档编号F16C17/10GK201827234SQ20102053859
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者胡永光 申请人:胡永光