專利名稱：一種靜壓氣浮軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速回轉(zhuǎn)機械和超精密儀器技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明公開了一種靜壓氣浮軸承。
背景技術(shù)：
氣浮軸承就是利用氣體的粘性，提高間隙中氣體的壓力，從而將軸懸浮起來的軸承，它是20世紀(jì)中期迅速發(fā)展起來的一項高新技術(shù)產(chǎn)品。氣浮軸承依靠空氣潤滑，與常規(guī)油質(zhì)潤滑軸承(滾動軸承或油質(zhì)滑動軸承)相比，它具有很多良好的特性摩擦因數(shù)和摩擦力矩很小，氣體支承可在最清潔的狀態(tài)下工作，具有冷態(tài)工作的特點，運動磨損率近乎為零，噪聲低、振動小、精度高、壽命長，可以在很寬的溫度范圍和惡劣環(huán)境中工作，能夠保持很小的間隙。因此廣泛應(yīng)用于國防、能源、機床及醫(yī)療等行業(yè)，尤其是在高速回轉(zhuǎn)機械和超精密儀器技術(shù)領(lǐng)域更有明顯的優(yōu)越性。
氣浮軸承分為靜壓氣浮軸承和動壓氣浮軸承。靜壓氣浮軸承對轉(zhuǎn)速沒有特定的要求，而動壓氣浮軸承則要求轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到一定值才能發(fā)揮作用，因此，靜壓氣浮軸承得到了更廣泛的應(yīng)用。靜壓氣浮軸承是利用空氣的粘性，將外部的壓縮空氣充分干燥并過濾后由進氣口通過一些開在軸承工作面上的噴氣孔導(dǎo)入軸承間隙中，使軸承與轉(zhuǎn)子之間充滿著具有壓縮性的空氣，并借助形成的壓力氣膜來支承負載并實現(xiàn)平穩(wěn)動作。
傳統(tǒng)的靜壓氣浮軸承由于氣體連續(xù)地從軸承外邊緣排入大氣，所以空氣不具有邊界潤滑能力，在工作過程中，若空氣軸承一旦負載超過了規(guī)定的限度，立刻會發(fā)生固體的直接接觸而抱死，致使軸承與主軸受損，且其只能承受徑向負載，對于既有徑向負載又有軸向負載的情形它也不能滿足要求。另外，由于空氣中含有微粒、粉層等顆粒物，當(dāng)空氣被壓入軸承間隙的過程中，這些顆粒物容易沉積在噴氣孔周圍，時間久了就將噴氣孔堵塞，使氣體無法順利到達軸承與轉(zhuǎn)子之間，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不能平衡浮起從而出現(xiàn)嚴(yán)重的碰摩和震動，在轉(zhuǎn)子出現(xiàn)振動或局部碰摩或外界擾動下，轉(zhuǎn)子兩端的氣壓效應(yīng)不再對等，從而降低了靜壓氣浮軸承的承載力，即降低了高速旋轉(zhuǎn)機械的可靠性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能同時承受徑向和軸向負載且旋轉(zhuǎn)可靠性高的靜壓氣浮軸承。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述靜壓氣浮軸承，包括圓管狀的軸承主體，在軸承主體內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有轉(zhuǎn)子，在軸承主體的右側(cè)軸端固定有前蓋，在軸承主體的左側(cè)軸端固定有后蓋；在軸承主體的壁體內(nèi)開設(shè)有主體氣室，在前蓋內(nèi)開設(shè)有前蓋氣室，在后蓋內(nèi)開設(shè)有后蓋氣室，前蓋氣室與主體氣室連通，后蓋氣室與主體氣室連通，在主體氣室內(nèi)的軸承主體上沿著其徑向開設(shè)有主體噴氣孔，在主體氣室外側(cè)的軸承主體內(nèi)開設(shè)有與主體噴氣孔同軸設(shè)置的螺紋孔，主體噴氣孔與主體氣室連通，在前蓋氣室左側(cè)的前蓋內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有前蓋噴氣孔，在前蓋氣室右側(cè)的前蓋內(nèi)開設(shè)有與前蓋噴氣孔同軸設(shè)置的螺紋孔，前蓋噴氣孔與前蓋氣室連通，在后蓋氣室右側(cè)的后蓋內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有后蓋噴氣孔，在后蓋氣室左側(cè)的后蓋內(nèi)開設(shè)有與后蓋噴氣孔同軸設(shè)置的螺紋孔，后蓋噴氣孔與后蓋氣室連通，在后蓋內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有出氣口，在所有螺紋孔內(nèi)均安裝有螺釘；在軸承主體的外壁一體固定有圓環(huán)狀凸起，在該圓環(huán)狀凸起上沿著其徑向開設(shè)有進氣口，在該圓環(huán)狀凸起上沿著其軸向開設(shè)有固定孔；在轉(zhuǎn)子內(nèi)開設(shè)有轉(zhuǎn)子氣室，在轉(zhuǎn)子內(nèi)沿著其徑向開設(shè)有徑向出氣孔，在轉(zhuǎn)子的周壁上開設(shè)有圓環(huán)槽，徑向出氣孔與圓環(huán)槽連通，在轉(zhuǎn)子的左端部沿著其軸向開設(shè)有軸向出氣孔，在轉(zhuǎn)子的左端面開設(shè)有圓形凹形槽，軸向出氣孔與圓形凹形槽相連通，且該圓形凹形槽與出氣口相連通。所述主體噴氣孔圍繞軸承主體的軸線呈均勻布置，且主體噴氣孔的孔徑為 0. Γο. 2mm。所述前蓋噴氣孔圍繞前蓋的軸線呈均勻布置，且前蓋噴氣孔的孔徑為0. Γ0. 2mm。所述后蓋噴氣孔圍繞后蓋的軸線呈均勻布置，且后蓋噴氣孔的孔徑為0. Γ0. 2mm。所述軸向出氣孔沿著轉(zhuǎn)子的軸線方向開設(shè)。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案取得的有益效果是
1、解決了傳統(tǒng)氣浮軸承在工作過程中，由于僅受徑向氣膜而使軸承容易發(fā)生邊界固體的直接接觸而抱死，致使軸承與主軸受損的問題，且能滿足軸承受徑向負載和軸向負載一起工作的情形；
2、解決了噴氣孔堵塞導(dǎo)致的軸承與轉(zhuǎn)子間隙氣壓不均使轉(zhuǎn)子出現(xiàn)嚴(yán)重的碰摩和震動， 提高了軸承高速旋轉(zhuǎn)的可靠性。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖所示，本發(fā)明主要由軸承主體101、轉(zhuǎn)子102、前蓋103、后蓋104、進氣口 105、 固定孔106、螺紋孔107、主體噴氣孔108、出氣口 109、螺釘110、軸向出氣孔111、主體氣室 112、前蓋氣室113、后蓋氣室114、前蓋噴氣孔115、后蓋噴氣孔116、轉(zhuǎn)子氣室117、徑向出氣孔118、圓環(huán)槽119與圓形凹形槽120等部件構(gòu)成。該靜壓氣浮軸承，包括圓管狀的軸承主體101，在軸承主體101內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有轉(zhuǎn)子 102，在軸承主體101的右側(cè)軸端固定有前蓋103，在軸承主體101的左側(cè)軸端固定有后蓋 104 ；在軸承主體101的壁體內(nèi)開設(shè)有主體氣室112，在前蓋103內(nèi)開設(shè)有前蓋氣室113，在后蓋104內(nèi)開設(shè)有后蓋氣室114，前蓋氣室113與主體氣室112連通，后蓋氣室114與主體氣室112連通，在主體氣室112內(nèi)的軸承主體101上沿著其徑向開設(shè)有主體噴氣孔108，在主體氣室112外側(cè)的軸承主體101內(nèi)開設(shè)有與主體噴氣孔108同軸設(shè)置的螺紋孔107，主體噴氣孔108與主體氣室112連通，在前蓋氣室113左側(cè)的前蓋103內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有前蓋噴氣孔115，在前蓋氣室113右側(cè)的前蓋103內(nèi)開設(shè)有與前蓋噴氣孔115同軸設(shè)置的螺紋孔107，前蓋噴氣孔115與前蓋氣室113連通，在后蓋氣室114右側(cè)的后蓋104內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有后蓋噴氣孔116，在后蓋氣室114左側(cè)的后蓋104內(nèi)開設(shè)有與后蓋噴氣孔116同軸設(shè)置的螺紋孔107，后蓋噴氣孔116與后蓋氣室114連通，在后蓋104內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有出氣口 109，在所有螺紋孔107內(nèi)均安裝有螺釘110 ；在軸承主體101的外壁一體固定有圓環(huán)狀凸起，在該圓環(huán)狀凸起上沿著其徑向開設(shè)有進氣口 105，在該圓環(huán)狀凸起上沿著其軸向開設(shè)有固定孔106 ；在轉(zhuǎn)子102內(nèi)開設(shè)有轉(zhuǎn)子氣室117，在轉(zhuǎn)子102內(nèi)沿著其徑向開設(shè)有徑向出氣孔118，在轉(zhuǎn)子102的周壁上開設(shè)有圓環(huán)槽119，徑向出氣孔118與圓環(huán)槽119 連通，在轉(zhuǎn)子102的左端部沿著其軸向開設(shè)有軸向出氣孔111，在轉(zhuǎn)子102的左端面開設(shè)有圓形凹形槽120，軸向出氣孔111與圓形凹形槽120相連通，且該圓形凹形槽120與出氣口 109相連通。
所述主體噴氣孔108圍繞軸承主體101的軸線呈均勻布置，且主體噴氣孔108的孔徑為0. Γο. 2mm。
所述前蓋噴氣孔115圍繞前蓋103的軸線呈均勻布置，且前蓋噴氣孔115的孔徑為 0. Γο. 2mm。
所述后蓋噴氣孔116圍繞后蓋104的軸線呈均勻布置，且后蓋噴氣孔116的孔徑為 0. Γθ. 2mm。
所述軸向出氣孔111沿著轉(zhuǎn)子102的軸線方向開設(shè)。
本發(fā)明靜壓氣浮軸承的軸承主體101上均勻設(shè)有主體噴氣孔108與前蓋103上均勻設(shè)有前蓋噴氣孔115，當(dāng)向軸承進氣口 105通入壓縮空氣時，可在轉(zhuǎn)子102的軸向與徑向均充滿壓縮性的空氣形成壓力氣膜，將轉(zhuǎn)子102懸浮。
本發(fā)明靜壓氣浮軸承的軸承主體101、前蓋103與后蓋104外部均勻、同心環(huán)設(shè)螺紋孔107，可在螺紋孔107上安裝壓力表，可實時監(jiān)測軸承內(nèi)部氣壓情況。若軸承內(nèi)部的主體噴氣孔108、前蓋噴氣孔115或者后蓋噴氣孔116堵塞，當(dāng)向軸承進氣口 105通入空氣后， 被堵塞的噴氣孔處會有短暫的氣壓失衡，可以通過該處安裝在外部的壓力表檢測出來，當(dāng)發(fā)現(xiàn)噴氣孔堵塞后，可及時用工具通過外部噴氣孔將堵塞的噴氣孔掏通。
權(quán)利要求
1.一種靜壓氣浮軸承，其特征是包括圓管狀的軸承主體(101)，在軸承主體(101)內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有轉(zhuǎn)子(102)，在軸承主體(101)的右側(cè)軸端固定有前蓋(103)，在軸承主體(101) 的左側(cè)軸端固定有后蓋(104)；在軸承主體(101)的壁體內(nèi)開設(shè)有主體氣室(112)，在前蓋(103)內(nèi)開設(shè)有前蓋氣室(113)，在后蓋(104)內(nèi)開設(shè)有后蓋氣室(114)，前蓋氣室(113) 與主體氣室(112)連通，后蓋氣室(114)與主體氣室(112)連通，在主體氣室(112)內(nèi)的軸承主體(101)上沿著其徑向開設(shè)有主體噴氣孔(108)，在主體氣室(112)外側(cè)的軸承主體(101)內(nèi)開設(shè)有與主體噴氣孔(108)同軸設(shè)置的螺紋孔(107)，主體噴氣孔(108)與主體氣室(112)連通，在前蓋氣室(113)左側(cè)的前蓋(103)內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有前蓋噴氣孔 (115)，在前蓋氣室(113)右側(cè)的前蓋(103)內(nèi)開設(shè)有與前蓋噴氣孔(115)同軸設(shè)置的螺紋孔(107)，前蓋噴氣孔(115)與前蓋氣室(113)連通，在后蓋氣室(114)右側(cè)的后蓋(104)內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有后蓋噴氣孔(116)，在后蓋氣室(114)左側(cè)的后蓋(104)內(nèi)開設(shè)有與后蓋噴氣孔(116)同軸設(shè)置的螺紋孔(107)，后蓋噴氣孔(116)與后蓋氣室(114)連通，在后蓋(104)內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有出氣口(109)，在所有螺紋孔(107)內(nèi)均安裝有螺釘(110);在軸承主體(101)的外壁一體固定有圓環(huán)狀凸起，在該圓環(huán)狀凸起上沿著其徑向開設(shè)有進氣口(105)，在該圓環(huán)狀凸起上沿著其軸向開設(shè)有固定孔(106);在轉(zhuǎn)子(102)內(nèi)開設(shè)有轉(zhuǎn)子氣室 (117)，在轉(zhuǎn)子(102)內(nèi)沿著其徑向開設(shè)有徑向出氣孔(118)，在轉(zhuǎn)子(102)的周壁上開設(shè)有圓環(huán)槽(119)，徑向出氣孔(118)與圓環(huán)槽(119)連通，在轉(zhuǎn)子(102)的左端部沿著其軸向開設(shè)有軸向出氣孔(111)，在轉(zhuǎn)子(102)的左端面開設(shè)有圓形凹形槽(120)，軸向出氣孔(111) 與圓形凹形槽(120)相連通，且該圓形凹形槽(120)與出氣口(109)相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的靜壓氣浮軸承，其特征是所述主體噴氣孔(108)圍繞軸承主體(101)的軸線呈均勻布置，且主體噴氣孔(108)的孔徑為0.Γ0. 2mm。
3.如權(quán)利要求1所述的靜壓氣浮軸承，其特征是所述前蓋噴氣孔(115)圍繞前蓋(103)的軸線呈均勻布置，且前蓋噴氣孔(115)的孔徑為0.Γ0. 2mm。
4.如權(quán)利要求1所述的靜壓氣浮軸承，其特征是所述后蓋噴氣孔(116)圍繞后蓋(104)的軸線呈均勻布置，且后蓋噴氣孔(116)的孔徑為0.Γ0. 2mm。
5.如權(quán)利要求1所述的靜壓氣浮軸承，其特征是所述軸向出氣孔(111)沿著轉(zhuǎn)子(102)的軸線方向開設(shè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜壓氣浮軸承，包括圓管狀的軸承主體，在軸承主體內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有轉(zhuǎn)子，在軸承主體的右側(cè)軸端固定有前蓋，在軸承主體的左側(cè)軸端固定有后蓋；在后蓋氣室左側(cè)的后蓋內(nèi)開設(shè)有與后蓋噴氣孔同軸設(shè)置的螺紋孔，在后蓋內(nèi)沿著其軸向開設(shè)有出氣口，在所有螺紋孔內(nèi)均安裝有螺釘；在轉(zhuǎn)子內(nèi)開設(shè)有轉(zhuǎn)子氣室，在轉(zhuǎn)子內(nèi)沿著其徑向開設(shè)有徑向出氣孔，在轉(zhuǎn)子的周壁上開設(shè)有圓環(huán)槽，在轉(zhuǎn)子的左端部沿著其軸向開設(shè)有軸向出氣孔，在轉(zhuǎn)子的左端面開設(shè)有圓形凹形槽。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)氣浮軸承在工作過程中，由于僅受徑向氣膜而使軸承容易發(fā)生邊界固體的直接接觸而抱死，致使軸承與主軸受損的問題，且能滿足軸承受徑向負載和軸向負載一起工作的情形。
文檔編號F16C32/06GK102494025SQ201110449759
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者柳祝平, 王靜, 黃小衛(wèi) 申請人:元亮科技有限公司