專利名稱：混合式螺旋槽動靜壓氣體復(fù)合圓柱軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動靜壓氣體復(fù)合圓柱軸承，尤其是超精密、超高速氣體圓柱軸承。
背景技術(shù)：
目前，工程中使用的靜壓氣體圓柱軸承，如高速靜壓氣浮電主軸以及其它用途的高速靜壓氣體軸承，僅僅利用靜壓氣浮來承受載荷并提供剛度，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中常常遇到承載能力低、剛度小、抗干擾能力差的問題，工程中使用的靜壓氣體圓柱軸承沒有充分利用高轉(zhuǎn)速或線速度的動壓效應(yīng)所能提供的承載能力和剛度(《機(jī)械設(shè)計手冊》第二卷第七篇—?dú)怏w潤滑軸承.2002年第四版，化學(xué)工業(yè)出版社；《機(jī)械設(shè)計手冊》第四卷第四十篇第九章—?dú)怏w軸承.2003年第二版，機(jī)械工業(yè)出版社.)。實(shí)用新型專利(申請?zhí)?7 2 15713)“人字槽動靜壓混合式氣體軸承”沒有采用封氣邊和均壓槽，降低了靜壓性能實(shí)用新型專利(專利號94207681.8)“π形槽動靜壓混合式氣體軸承”沒有采用封氣邊，降低了靜壓性能，中部直槽動壓效應(yīng)利用不夠充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)中存在的不足之處，提供一種高剛度、高承載能力的混合式螺旋槽動靜壓氣體復(fù)合圓柱軸承。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在圓柱軸承工作面上，靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)分別開有螺旋狀動壓溝槽。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)的螺旋狀動壓溝槽相通或不通。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)的螺旋狀動壓溝槽外側(cè)帶有封氣邊。
所述的圓柱軸承工作面上沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓的圓周方向開有或不開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽相通的均壓槽。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)是單排布置或雙排布置。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)是孔或縫隙或是用帶有毛細(xì)孔的材料填充的孔。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)與螺旋狀動壓溝槽在同一個工作面上或在與開有螺旋狀動壓溝槽的工作面相對應(yīng)的工作面上。
所述的雙排布置的靜壓氣浮供氣點(diǎn)的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，靜壓氣浮供氣點(diǎn)兩側(cè)的螺旋狀動壓溝槽方向相同或相反。
所述的雙排布置的靜壓氣浮供氣點(diǎn)的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)的螺旋狀動壓溝槽相通或不通。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)軸承承載能力比傳統(tǒng)靜壓氣浮圓柱軸承提高30％以上。
(2)軸承剛度比傳統(tǒng)靜壓氣浮圓柱軸承提高15％以上。


附圖1是在圓柱軸承工作面1上靜壓氣浮供氣點(diǎn)3分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽2，螺旋狀動壓溝槽2外側(cè)帶有封氣邊4的內(nèi)圓柱面示意圖。
附圖2是在圓柱軸承工作面5上靜壓氣浮供氣點(diǎn)7分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽6，螺旋狀動壓溝槽6外側(cè)帶有封氣邊8的外圓柱面示意圖。
附圖3是在圓柱軸承工作面9上靜壓氣浮供氣點(diǎn)11分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽10，螺旋狀動壓溝槽10外側(cè)帶有封氣邊12的內(nèi)圓柱面示意圖。
附圖4是在圓柱軸承工作面13上靜壓氣浮供氣點(diǎn)15分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽14，螺旋狀動壓溝槽14外側(cè)帶有封氣邊16的外圓柱面示意圖。
附圖5是圓柱軸承工作面17上靜壓氣浮供氣點(diǎn)19雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)19分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽18，螺旋狀動壓溝槽18外側(cè)帶有封氣邊20的內(nèi)圓柱面示意圖。
附圖6是圓柱軸承工作面21上靜壓氣浮供氣點(diǎn)23雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)23分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽22，螺旋狀動壓溝槽22外側(cè)帶有封氣邊24的外圓柱面示意圖。
附圖7是圓柱軸承工作面25上靜壓氣浮供氣點(diǎn)27雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)27分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽26而且方向相同，螺旋狀動壓溝槽26外側(cè)帶有封氣邊28的內(nèi)圓柱面示意圖。
附圖8是圓柱軸承工作面29上靜壓氣浮供氣點(diǎn)31雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)31分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽30而且方向相同，螺旋狀動壓溝槽30外側(cè)帶有封氣邊32的外圓柱面示意圖。
附圖9是圓柱軸承工作面33上靜壓氣浮供氣點(diǎn)35雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)35分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽34而且方向相同，螺旋狀動壓溝槽34外側(cè)帶有封氣邊36的內(nèi)圓柱面示意圖。
附圖10是圓柱軸承工作面37上靜壓氣浮供氣點(diǎn)39雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)39分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽38而且方向相同，螺旋狀動壓溝槽38外側(cè)帶有封氣邊40的外圓柱面示意圖。
附圖11是圓柱軸承工作面41上靜壓氣浮供氣點(diǎn)43雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)43分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽42而且方向相同，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)43的鄰近螺旋狀動壓溝槽42相通，螺旋狀動壓溝槽42外側(cè)帶有封氣邊44的內(nèi)圓柱面示意圖。
附圖12是圓柱軸承工作面45上靜壓氣浮供氣點(diǎn)47雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)47分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽46而且方向相同，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)47的鄰近螺旋狀動壓溝槽46相通，螺旋狀動壓溝槽46外側(cè)帶有封氣邊48的外圓柱面示意圖。
附圖13是圓柱軸承工作面49上靜壓氣浮供氣點(diǎn)51雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)51分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽50而且方向相同，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)51的鄰近螺旋狀動壓溝槽50相通，螺旋狀動壓溝槽50外側(cè)帶有封氣邊52的內(nèi)圓柱面示意圖。
附圖14是圓柱軸承工作面53上靜壓氣浮供氣點(diǎn)55雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)55分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽54而且方向相同，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)55的鄰近螺旋狀動壓溝槽54相通，螺旋狀動壓溝槽54外側(cè)帶有封氣邊56的外圓柱面示意圖。
附圖15是所述的圓柱軸承工作面57上靜壓氣浮供氣點(diǎn)59單排布置，沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)59分布圓的圓周方向開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽58相通的均壓槽60，螺旋狀動壓溝槽58外側(cè)帶有封氣邊61的內(nèi)圓柱面示意圖。
附圖16是所述的圓柱軸承工作面62上靜壓氣浮供氣點(diǎn)64單排布置，沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)64分布圓的圓周方向開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽63相通的均壓槽65，螺旋狀動壓溝槽63外側(cè)帶有封氣邊66的外圓柱面示意圖。
附圖17是所述的圓柱軸承工作面67上靜壓氣浮供氣點(diǎn)69雙排布置，沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)69分布圓的圓周方向開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽68相通的均壓槽70，螺旋狀動壓溝槽68外側(cè)帶有封氣邊71的內(nèi)圓柱面示意圖。
附圖18是所述的圓柱軸承工作面72上靜壓氣浮供氣點(diǎn)74雙排布置，沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)74分布圓的圓周方向開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽73相通的均壓槽75，螺旋狀動壓溝槽73外側(cè)帶有封氣邊76的外圓柱面示意圖。
附圖19是所述靜壓氣浮供氣點(diǎn)79與螺旋狀動壓溝槽78在同一個工作面77上的示意圖。
附圖20是所述靜壓氣浮供氣點(diǎn)82在與開有螺旋狀動壓溝槽81的工作面80相對應(yīng)的工作面上的示意圖。
附圖21是所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)是孔83的示意圖。
附圖22是所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)是縫隙84的示意圖。
附圖23是所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)是用帶有毛細(xì)孔的材料86填充的孔85的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
由圖1-圖23可知，本發(fā)明是在圓柱軸承工作面上，靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)分別開有螺旋狀動壓溝槽。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)的螺旋狀動壓溝槽相通或不通。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)的螺旋狀動壓溝槽外側(cè)帶有封氣邊。
所述的圓柱軸承工作面上沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓的圓周方向開有或不開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽相通的均壓槽。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)是單排布置或雙排布置。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)是孔或縫隙或是用帶有毛細(xì)孔的材料填充的孔。
所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)與螺旋狀動壓溝槽在同一個工作面上或在與開有螺旋狀動壓溝槽的工作面相對應(yīng)的工作面上。
所述的雙排布置的靜壓氣浮供氣點(diǎn)的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，靜壓氣浮供氣點(diǎn)兩側(cè)的螺旋狀動壓溝槽方向相同或相反。
所述的雙排布置的靜壓氣浮供氣點(diǎn)的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)的螺旋狀動壓溝槽相通或不通。
具體實(shí)施例實(shí)施例1如附圖1所示，在圓柱軸承工作面1上靜壓氣浮供氣點(diǎn)3分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽2，螺旋狀動壓溝槽2外側(cè)帶有封氣邊4的內(nèi)圓柱面，配以光滑外圓柱面。
實(shí)施例2如附圖2所示，在圓柱軸承工作面5上靜壓氣浮供氣點(diǎn)7分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽6，螺旋狀動壓溝槽6外側(cè)帶有封氣邊8的外圓柱面，配以光滑內(nèi)圓柱面。
實(shí)施例3如附圖3所示，在圓柱軸承工作面9上靜壓氣浮供氣點(diǎn)11分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽10，螺旋狀動壓溝槽10外側(cè)帶有封氣邊12的內(nèi)圓柱面，配以光滑外圓柱面。
實(shí)施例4如附圖4所示，在圓柱軸承工作面13上靜壓氣浮供氣點(diǎn)15分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽14，螺旋狀動壓溝槽14外側(cè)帶有封氣邊16的外圓柱面，配以光滑內(nèi)圓柱面。
實(shí)施例5如附圖5所示，圓柱軸承工作面17上靜壓氣浮供氣點(diǎn)19雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)19分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽18，螺旋狀動壓溝槽18外側(cè)帶有封氣邊20的內(nèi)圓柱面，配以光滑外圓柱面。
實(shí)施例6如附圖6所示，圓柱軸承工作面21上靜壓氣浮供氣點(diǎn)23雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)23分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽22，螺旋狀動壓溝槽22外側(cè)帶有封氣邊24的外圓柱面，配以光滑內(nèi)圓柱面。
實(shí)施例7如附圖7所示，圓柱軸承工作面25上靜壓氣浮供氣點(diǎn)27雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)27分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽26而且方向相同，螺旋狀動壓溝槽26外側(cè)帶有封氣邊28的內(nèi)圓柱面，配以光滑外圓柱面。
實(shí)施例8如附圖8所示，圓柱軸承工作面29上靜壓氣浮供氣點(diǎn)31雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)31分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽30而且方向相同，螺旋狀動壓溝槽30外側(cè)帶有封氣邊32的外圓柱面，配以光滑內(nèi)圓柱面。
實(shí)施例9如附圖9所示，圓柱軸承工作面33上靜壓氣浮供氣點(diǎn)35雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)35分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽34而且方向相同，螺旋狀動壓溝槽34外側(cè)帶有封氣邊36的內(nèi)圓柱面，配以光滑外圓柱面。
實(shí)施例10如附圖10所示，圓柱軸承工作面37上靜壓氣浮供氣點(diǎn)39雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)39分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽38而且方向相同，螺旋狀動壓溝槽38外側(cè)帶有封氣邊40的外圓柱面，配以光滑內(nèi)圓柱面。
實(shí)施例11如附圖11所示，圓柱軸承工作面41上靜壓氣浮供氣點(diǎn)43雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)43分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽42而且方向相同，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)43的鄰近螺旋狀動壓溝槽42相通，螺旋狀動壓溝槽42外側(cè)帶有封氣邊44的內(nèi)圓柱面，配以光滑外圓柱面。
實(shí)施例12如附圖12所示，圓柱軸承工作面45上靜壓氣浮供氣點(diǎn)47雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)47分布圓兩側(cè)分別開有不相通的螺旋狀動壓溝槽46而且方向相同，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)47的鄰近螺旋狀動壓溝槽46相通，螺旋狀動壓溝槽46外側(cè)帶有封氣邊48的外圓柱面，配以光滑內(nèi)圓柱面。
實(shí)施例13如附圖13所示，圓柱軸承工作面49上靜壓氣浮供氣點(diǎn)51雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)51分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽50而且方向相同，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)51的鄰近螺旋狀動壓溝槽50相通，螺旋狀動壓溝槽50外側(cè)帶有封氣邊52的內(nèi)圓柱面，配以光滑外圓柱面。
實(shí)施例14如附圖14所示，圓柱軸承工作面53上靜壓氣浮供氣點(diǎn)55雙排布置，靜壓氣浮供氣點(diǎn)55分布圓兩側(cè)分別開有相通的螺旋狀動壓溝槽54而且方向相同，兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)55的鄰近螺旋狀動壓溝槽54相通，螺旋狀動壓溝槽54外側(cè)帶有封氣邊56的外圓柱面，配以光滑內(nèi)圓柱面。
實(shí)施例15如附圖15所示，所述的圓柱軸承工作面57上靜壓氣浮供氣點(diǎn)59單排布置，沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)59分布圓的圓周方向開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽58相通的均壓槽60，螺旋狀動壓溝槽58外側(cè)帶有封氣邊61的內(nèi)圓柱面，配以光滑外圓柱面。
實(shí)施例16如附圖16所示，所述的圓柱軸承工作面62上靜壓氣浮供氣點(diǎn)64單排布置，沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)64分布圓的圓周方向開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽63相通的均壓槽65，螺旋狀動壓溝槽63外側(cè)帶有封氣邊66的外圓柱面，配以光滑內(nèi)圓柱面。
實(shí)施例17如附圖17所示，所述的圓柱軸承工作面67上靜壓氣浮供氣點(diǎn)69雙排布置，沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)69分布圓的圓周方向開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽68相通的均壓槽70，螺旋狀動壓溝槽68外側(cè)帶有封氣邊71的內(nèi)圓柱面，配以光滑外圓柱面。
實(shí)施例18如附圖18所示，所述的圓柱軸承工作面72上靜壓氣浮供氣點(diǎn)74雙排布置，沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)74分布圓的圓周方向開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽73相通的均壓槽75，螺旋狀動壓溝槽73外側(cè)帶有封氣邊76的外圓柱面，配以光滑內(nèi)圓柱面。
權(quán)利要求
1.一種螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，其特征是在圓柱軸承工作面上，靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)分別開有螺旋狀動壓溝槽。
2.如權(quán)力要求1所述的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，其特征是所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)的螺旋狀動壓溝槽相通或不通。
3.如權(quán)力要求1所述的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，其特征是所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)的螺旋狀動壓溝槽外側(cè)帶有封氣邊。
4.如權(quán)力要求1所述的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，其特征是所述的圓柱軸承工作面上沿靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓的圓周方向開有或不開有多個與兩側(cè)螺旋狀動壓溝槽相通的均壓槽。
5.如權(quán)力要求1所述的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，其特征是所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)是單排布置或雙排布置。
6.如權(quán)力要求1所述的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，其特征是所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)是孔或縫隙或是用帶有毛細(xì)孔的材料填充的孔。
7.如權(quán)力要求1所述的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，其特征是所述靜壓氣浮供氣點(diǎn)與螺旋狀動壓溝槽在同一個工作面上或在與開有螺旋狀動壓溝槽的工作面相對應(yīng)的工作面上。
8.如權(quán)力要求5所述的雙排布置的靜壓氣浮供氣點(diǎn)的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，其特征是所述的靜壓氣浮供氣點(diǎn)兩側(cè)的螺旋狀動壓溝槽方向相同或相反。
9.如權(quán)力要求5所述的雙排布置的靜壓氣浮供氣點(diǎn)的螺旋槽動靜壓復(fù)合氣體圓柱軸承，其特征是所述的兩排靜壓氣浮供氣點(diǎn)的螺旋狀動壓溝槽相通或不通。
全文摘要
本發(fā)明“混合式螺旋槽動靜壓氣體復(fù)合圓柱軸承”涉及一種高速、高剛度、大載荷超精密螺旋槽動靜壓氣體復(fù)合圓柱軸承，在圓柱軸承工作面上，靜壓氣浮供氣點(diǎn)分布圓兩側(cè)分別開有人字形動壓溝槽，在不增加氣浮軸承耗氣量的情況下，軸承承載能力比傳統(tǒng)靜壓氣浮軸承提高30％以上，軸承剛度比傳統(tǒng)靜壓氣浮軸承提高15％以上。
文檔編號F16C32/06GK1632338SQ200510009639
公開日2005年6月29日 申請日期2005年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月18日
發(fā)明者譚久彬, 姚紹明, 金鵬, 馬洪文, 楊文國, 金國良 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 姚紹明