專利名稱：雙特征復(fù)合節(jié)流靜壓氣體圓錐軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜壓氣體圓錐軸承，尤其是超精密、大剛度、大載荷氣體圓錐軸承。
背景技術(shù)：
目前，工程中使用的靜壓氣體圓錐軸承，僅僅利用外節(jié)流靜壓氣浮或表面節(jié)流來承受載荷并提供剛度，在實際應(yīng)用當中常常遇到承載能力低、剛度小、抗干擾能力差的問題，這些種類的靜壓氣體圓錐軸承沒有充分利用復(fù)合節(jié)流效應(yīng)，從而不能提供大的承載能力和剛度，并且抗干擾能力差、回轉(zhuǎn)精度難于提高。
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、高承載能力的雙特征復(fù)合節(jié)流靜壓氣體圓錐軸承。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在軸承工作面上，以靜壓氣浮供氣點為中心，加工有均壓腔，均壓腔外側(cè)加工有放射狀表面節(jié)流溝槽，表面節(jié)流溝槽與相應(yīng)均壓腔相通。
所述的工作面是外圓錐面。
所述的工作面是內(nèi)圓錐面。
所述的靜壓氣浮供氣點單排布置或雙排布置。
所述的均壓腔為圓形或扇形。
所述的表面節(jié)流溝槽采用等寬直槽。
所述的表面節(jié)流溝槽采用不等寬梯形或扇形槽。
所述的靜壓氣浮供氣點是具有節(jié)流作用的孔。
所述的靜壓氣浮供氣點是縫隙。
所述的靜壓氣浮供氣點是用帶有毛細孔材料填充的孔。
本發(fā)明的優(yōu)點(1)軸承承載能力比傳統(tǒng)靜壓氣浮圓錐軸承提高30％以上。
(2)軸承剛度比傳統(tǒng)靜壓氣浮圓錐軸承提高15％以上。
附圖1是在圓錐軸承工作面1上靜壓氣浮供氣點3單排布置，以靜壓氣浮供氣點3為中心，加工有圓形均壓腔4，均壓腔4外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽2，表面節(jié)流溝槽2與相應(yīng)均壓腔4相通的內(nèi)圓錐面示意圖，箭頭5為附圖2的投影方向。
附圖2是附圖1中圓錐軸承工作面1沿箭頭5方向的投影示意圖。
附圖3是在圓錐軸承工作面6上靜壓氣浮供氣點8單排布置，以靜壓氣浮供氣點8為中心，加工有圓形均壓腔9，均壓腔9外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽7，表面節(jié)流溝槽7與相應(yīng)均壓腔9相通的外圓錐面示意圖，箭頭10為附圖4的投影方向。
附圖4是附圖3中圓錐軸承工作面6沿箭頭10方向的投影示意圖。
附圖5是在圓錐軸承工作面11上靜壓氣浮供氣點13單排布置，以靜壓氣浮供氣點13為中心，加工有扇形均壓腔14，均壓腔14外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽12，表面節(jié)流溝槽12與相應(yīng)均壓腔14相通的內(nèi)圓錐面示意圖，箭頭15為附圖6的投影方向。
附圖6是附圖5中圓錐軸承工作面11沿箭頭15方向的投影示意圖。
附圖7是在圓錐軸承工作面16上靜壓氣浮供氣點18單排布置，以靜壓氣浮供氣點18為中心，加工有扇形均壓腔19，均壓腔19外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽17，表面節(jié)流溝槽17與相應(yīng)均壓腔19相通的外圓錐面示意圖，箭頭20為附圖8的投影方向。
附圖8是附圖7中圓錐軸承工作面16沿箭頭20方向的投影示意圖。
附圖9是在圓錐軸承工作面21上靜壓氣浮供氣點23單排布置，以靜壓氣浮供氣點23為中心，加工有圓形均壓腔24，均壓腔24外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽22，表面節(jié)流溝槽22與相應(yīng)均壓腔24相通的內(nèi)圓錐面示意圖，箭頭25為附圖10的投影方向。
附圖10是附圖9中圓錐軸承工作面21沿箭頭25方向的投影示意圖。
附圖11是在圓錐軸承工作面26上靜壓氣浮供氣點28單排布置，以靜壓氣浮供氣點28為中心，加工有圓形均壓腔29，均壓腔29外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽27，表面節(jié)流溝槽27與相應(yīng)均壓腔29相通的外圓錐面示意圖，箭頭30為附圖12的投影方向。
附圖12是附圖11中圓錐軸承工作面26沿箭頭30方向的投影示意圖。
附圖13是在圓錐軸承工作面31上靜壓氣浮供氣點33單排布置，以靜壓氣浮供氣點33為中心，加工有扇形均壓腔34，均壓腔34外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽32，表面節(jié)流溝槽32與相應(yīng)均壓腔34相通的內(nèi)圓錐面示意圖，箭頭35為附圖14的投影方向。
附圖14是附圖13中圓錐軸承工作面31沿箭頭35方向的投影示意圖。
附圖15是在圓錐軸承工作面36上靜壓氣浮供氣點38單排布置，以靜壓氣浮供氣點38為中心，加工有扇形均壓腔39，均壓腔39外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽37，表面節(jié)流溝槽37與相應(yīng)均壓腔39相通的外圓錐面示意圖，箭頭40為附圖16的投影方向。
附圖16是附圖15中圓錐軸承工作面36沿箭頭40方向的投影示意圖。
附圖17是在圓錐軸承工作面41上靜壓氣浮供氣點43雙排布置，以靜壓氣浮供氣點43為中心，加工有圓形均壓腔44，均壓腔44外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽42，表面節(jié)流溝槽42與相應(yīng)均壓腔44相通的內(nèi)圓錐面示意圖，箭頭45為附圖18的投影方向。
附圖18是附圖17中圓錐軸承工作面41沿箭頭45方向的投影示意圖。
附圖19是在圓錐軸承工作面46上靜壓氣浮供氣點48雙排布置，以靜壓氣浮供氣點48為中心，加工有圓形均壓腔49，均壓腔49外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽47，表面節(jié)流溝槽47與相應(yīng)均壓腔49相通的外圓錐面示意圖，箭頭50為附圖20的投影方向。
附圖20是附圖19中圓錐軸承工作面46沿箭頭50方向的投影示意圖。
附圖21是在圓錐軸承工作面51上靜壓氣浮供氣點53雙排布置，以靜壓氣浮供氣點53為中心，加工有扇形均壓腔54，均壓腔54外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽52，表面節(jié)流溝槽52與相應(yīng)均壓腔54相通的內(nèi)圓錐面示意圖，箭頭55為附圖22的投影方向。
附圖22是附圖21中圓錐軸承工作面51沿箭頭55方向的投影示意圖。
附圖23是在圓錐軸承工作面56上靜壓氣浮供氣點58雙排布置，以靜壓氣浮供氣點58為中心，加工有扇形均壓腔59，均壓腔59外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽57，表面節(jié)流溝槽57與相應(yīng)均壓腔59相通的外圓錐面示意圖，箭頭60為附圖24的投影方向。
附圖24是附圖23中圓錐軸承工作面56沿箭頭60方向的投影示意圖。
附圖25是在圓錐軸承工作面61上靜壓氣浮供氣點63雙排布置，以靜壓氣浮供氣點63為中心，加工有圓形均壓腔64，均壓腔64外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽62，表面節(jié)流溝槽62與相應(yīng)均壓腔64相通的內(nèi)圓錐面示意圖，箭頭65為附圖26的投影方向。
附圖26是附圖25中圓錐軸承工作面61沿箭頭65方向的投影示意圖。
附圖27是在圓錐軸承工作面66上靜壓氣浮供氣點68雙排布置，以靜壓氣浮供氣點68為中心，加工有圓形均壓腔69，均壓腔69外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽67，表面節(jié)流溝槽67與相應(yīng)均壓腔69相通的外圓錐面示意圖，箭頭70為附圖28的投影方向。
附圖28是附圖27中圓錐軸承工作面66沿箭頭70方向的投影示意圖。
附圖29是在圓錐軸承工作面71上靜壓氣浮供氣點73雙排布置，以靜壓氣浮供氣點73為中心，加工有扇形均壓腔74，均壓腔74外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽72，表面節(jié)流溝槽72與相應(yīng)均壓腔74相通的內(nèi)圓錐面示意圖，箭頭75為附圖30的投影方向。
附圖30是附圖29中圓錐軸承工作面71沿箭頭75方向的投影示意圖。
附圖31是在圓錐軸承工作面76上靜壓氣浮供氣點78雙排布置，以靜壓氣浮供氣點78為中心，加工有扇形均壓腔79，均壓腔79外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽77，表面節(jié)流溝槽77與相應(yīng)均壓腔79相通的外圓錐面示意圖，箭頭80為附圖32的投影方向。
附圖32是附圖31中圓錐軸承工作面76沿箭頭80方向的投影示意圖。
附圖33是靜壓氣浮供氣點81是具有節(jié)流效應(yīng)的孔82的示意圖。
附圖34是靜壓氣浮供氣點83是縫隙的示意圖。
附圖35是靜壓氣浮供氣點84是用帶有毛細孔的材料85填充的孔的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述。
由圖1-圖35可知，本發(fā)明是在軸承工作面上，以靜壓氣浮供氣點為中心，加工有均壓腔，均壓腔外側(cè)加工有放射狀表面節(jié)流溝槽，表面節(jié)流溝槽與相應(yīng)均壓腔相通。
所述的工作面是外圓錐面。
所述的工作面是內(nèi)圓錐面。
所述的靜壓氣浮供氣點單排布置或雙排布置。
所述的均壓腔為圓形或扇形。
所述的表面節(jié)流溝槽采用等寬直槽。
所述的表面節(jié)流溝槽采用不等寬梯形或扇形槽。
所述的靜壓氣浮供氣點是具有節(jié)流作用的孔82。
所述的靜壓氣浮供氣點是縫隙83。
所述的靜壓氣浮供氣點是用帶有毛細孔材料85填充的孔。
具體實施例實施例1如附圖1所示，在圓錐軸承工作面1上靜壓氣浮供氣點3單排布置，以靜壓氣浮供氣點3為中心，加工有圓形均壓腔4，均壓腔4外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽2，表面節(jié)流溝槽2與相應(yīng)均壓腔4相通的內(nèi)圓錐面，配以光滑外圓錐面。
實施例2如附圖3所示，在圓錐軸承工作面6上靜壓氣浮供氣點8單排布置，以靜壓氣浮供氣點8為中心，加工有圓形均壓腔9，均壓腔9外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽7，表面節(jié)流溝槽7與相應(yīng)均壓腔9相通的外圓錐面，配以光滑內(nèi)圓錐面。
實施例3如附圖5所示，在圓錐軸承工作面11上靜壓氣浮供氣點13單排布置，以靜壓氣浮供氣點13為中心，加工有扇形均壓腔14，均壓腔14外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽12，表面節(jié)流溝槽12與相應(yīng)均壓腔14相通的內(nèi)圓錐面，配以光滑外圓錐面。
實施例4如附圖7所示，在圓錐軸承工作面16上靜壓氣浮供氣點18單排布置，以靜壓氣浮供氣點18為中心，加工有扇形均壓腔19，均壓腔19外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽17，表面節(jié)流溝槽17與相應(yīng)均壓腔19相通的外圓錐面，配以光滑內(nèi)圓錐面。
實施例5如附圖9所示，在圓錐軸承工作面21上靜壓氣浮供氣點23單排布置，以靜壓氣浮供氣點23為中心，加工有圓形均壓腔24，均壓腔24外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽22，表面節(jié)流溝槽22與相應(yīng)均壓腔24相通的內(nèi)圓錐面，配以光滑外圓錐面。
實施例6如附圖11所示，在圓錐軸承工作面26上靜壓氣浮供氣點28單排布置，以靜壓氣浮供氣點28為中心，加工有圓形均壓腔29，均壓腔29外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽27，表面節(jié)流溝槽27與相應(yīng)均壓腔29相通的外圓錐面，配以光滑內(nèi)圓錐面。
實施例7
如附圖13所示，在圓錐軸承工作面31上靜壓氣浮供氣點33單排布置，以靜壓氣浮供氣點33為中心，加工有扇形均壓腔34，均壓腔34外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽32，表面節(jié)流溝槽32與相應(yīng)均壓腔34相通的內(nèi)圓錐面，配以光滑外圓錐面。
實施例8如附圖15所示，在圓錐軸承工作面36上靜壓氣浮供氣點38單排布置，以靜壓氣浮供氣點38為中心，加工有扇形均壓腔39，均壓腔39外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽37，表面節(jié)流溝槽37與相應(yīng)均壓腔39相通的外圓錐面，配以光滑內(nèi)圓錐面。
實施例9如附圖17所示，在圓錐軸承工作面41上靜壓氣浮供氣點43雙排布置，以靜壓氣浮供氣點43為中心，加工有圓形均壓腔44，均壓腔44外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽42，表面節(jié)流溝槽42與相應(yīng)均壓腔44相通的內(nèi)圓錐面，配以光滑外圓錐面。
實施例10如附圖19所示，在圓錐軸承工作面46上靜壓氣浮供氣點48雙排布置，以靜壓氣浮供氣點48為中心，加工有圓形均壓腔49，均壓腔49外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽47，表面節(jié)流溝槽47與相應(yīng)均壓腔49相通的外圓錐面，配以光滑內(nèi)圓錐面。
實施例11如附圖21所示，在圓錐軸承工作面51上靜壓氣浮供氣點53雙排布置，以靜壓氣浮供氣點53為中心，加工有扇形均壓腔54，均壓腔54外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽52，表面節(jié)流溝槽52與相應(yīng)均壓腔54相通的內(nèi)圓錐面，配以光滑外圓錐面。
實施例12如附圖23所示，在圓錐軸承工作面56上靜壓氣浮供氣點58雙排布置，以靜壓氣浮供氣點58為中心，加工有扇形均壓腔59，均壓腔59外側(cè)加工有等寬度放射狀表面節(jié)流溝槽57，表面節(jié)流溝槽57與相應(yīng)均壓腔59相通的外圓錐面，配以光滑內(nèi)圓錐面。
實施例13如附圖25所示，在圓錐軸承工作面61上靜壓氣浮供氣點63雙排布置，以靜壓氣浮供氣點63為中心，加工有圓形均壓腔64，均壓腔64外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽62，表面節(jié)流溝槽62與相應(yīng)均壓腔64相通的內(nèi)圓錐面，配以光滑外圓錐面。
實施例14如附圖27所示，在圓錐軸承工作面66上靜壓氣浮供氣點68雙排布置，以靜壓氣浮供氣點68為中心，加工有圓形均壓腔69，均壓腔69外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽67，表面節(jié)流溝槽67與相應(yīng)均壓腔69相通的外圓錐面，配以光滑內(nèi)圓錐面。
實施例15如附圖29所示，在圓錐軸承工作面71上靜壓氣浮供氣點73雙排布置，以靜壓氣浮供氣點73為中心，加工有扇形均壓腔74，均壓腔74外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽72，表面節(jié)流溝槽72與相應(yīng)均壓腔74相通的內(nèi)圓錐面，配以光滑外圓錐面。
實施例16如附圖31所示，在圓錐軸承工作面76上靜壓氣浮供氣點78雙排布置，以靜壓氣浮供氣點78為中心，加工有扇形均壓腔79，均壓腔79外側(cè)加工有不等寬度放射狀梯形或扇形表面節(jié)流溝槽77，表面節(jié)流溝槽77與相應(yīng)均壓腔79相通的外圓錐面，配以光滑內(nèi)圓錐面。
在實施例1-16中，靜壓氣浮供氣點采用具有節(jié)流作用的孔82、縫隙83或帶有毛細孔材料85填充的孔，均可。
具有節(jié)流作用的孔82主要指直徑小于0.3毫米的節(jié)流小孔；當小孔直徑大于0.3毫米時，外節(jié)流作用顯著減弱；當小孔直徑大于0.5毫米時，外節(jié)流作用基本消失，此時該軸承已經(jīng)演化成傳統(tǒng)的表面節(jié)流軸承。
表面節(jié)流溝槽橫截面可以采用矩形、三角形、梯形或半圓形等。
權(quán)利要求
1.一種靜壓氣體圓錐軸承，其特征是在軸承工作面上，以靜壓氣浮供氣點為中心，加工有均壓腔，均壓腔外側(cè)加工有放射狀表面截流溝槽，表面截流溝槽與相應(yīng)均壓腔相通。
2.如權(quán)力要求1所述的靜壓氣體圓錐軸承，其特征是所述的工作面是外圓錐。
3.如權(quán)力要求1所述的靜壓氣體圓錐軸承，其特征是所述的工作面是內(nèi)圓錐。
4.如權(quán)力要求1所述的靜壓氣體圓錐軸承，其特征是所述的靜壓氣浮供氣點單排布置或雙排布置。
5.如權(quán)力要求1所述的靜壓氣體圓錐軸承，其特征是所述的均壓腔為圓形或扇形。
6.如權(quán)力要求1所述的靜壓氣體圓錐軸承，其特征是所述的表面截流溝槽采用等寬直槽。
7.如權(quán)力要求1所述的靜壓氣體圓錐軸承，其特征是所述的表面截流溝槽采用不等寬扇形槽。
8.如權(quán)力要求1所述的靜壓氣體圓錐軸承，其特征是所述的靜壓氣浮供氣點是孔。
9.如權(quán)力要求1所述的靜壓氣體圓錐軸承，其特征是所述的靜壓氣浮供氣點是縫隙。
10.如權(quán)力要求1所述的靜壓氣體圓錐軸承，其特征是所述的靜壓氣浮供氣點是用帶有毛細孔材料填充的孔。
全文摘要
本發(fā)明“雙特征復(fù)合節(jié)流靜壓氣體圓錐軸承”涉及一種高剛度、大載荷超精密靜壓氣體圓錐軸承，在圓錐軸承工作面上，靜壓氣浮供氣點分布圓兩側(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)靜壓氣浮圓錐軸承提高30％以上，軸承剛度比傳統(tǒng)靜壓氣浮圓錐軸承提高15％以上。
文檔編號F16C32/06GK1651783SQ20051000974
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月17日
發(fā)明者譚久彬, 姚紹明, 馬洪文, 邱麗蓉, 鄒麗敏 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 姚紹明