CN108775333B - 一种可在线控制的动静压轴承及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可在线控制的动静压轴承及其控制方法，涉及机械传动流体轴承技术领域，所述可在线控制的动静压轴承包括主轴、径向调节环、轴套和轴瓦，所述主轴的外围配合安装有轴套，所述轴套的外围配合安装有径向调节环，所述径向调节环的内侧设置有旋转腔，所述轴套上设置有轴瓦安装槽，所述轴瓦安装在轴瓦安装槽内且与旋转腔的侧壁相切，所述旋转腔的宽度沿着逆时针的方向逐渐减小。本发明能够解决现有动静压轴承不能配合主轴不同转速来调整轴颈与轴瓦间隙而导致动静压轴承无法正常工作的问题，实现在线控制，能够适应不同的工况。

Description

一种可在线控制的动静压轴承及其控制方法

技术领域

本发明涉及机械传动流体轴承技术领域，具体涉及一种可在线控制的动静压轴承及其控制方法。

背景技术

动静压轴承是同时能够在流体静力润滑和流体动力润滑下工作的滑动轴承。动静压轴承在工作中转速的变化会对油膜厚度和油膜压力产生影响，使油温变化油的粘度改变，其中，主轴的轴颈与轴瓦的间隙对动压油膜的形成条件至关重要，且随工况变化发生改变。现实生产中由于工件种类和磨削用量的不同，就要求轴承能在很大的转速范围内变化，且要保证主轴的回转精度和稳定性，然而目前的动静压轴承的轴颈与轴瓦的间隙均在出厂时就已经固定不变，这样的动静压轴承只能在很小的转速范围内工作，主轴转速的变化就会改变油膜的形成条件，轴承也就无法正常工作，很难适应不同的工作条件。

因此，设计一种可以调节轴颈与轴瓦间隙的动静压轴承很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在线控制的动静压轴承及其控制方法，用以解决现有动静压轴承不能配合主轴不同转速来调整轴颈与轴瓦间隙而导致动静压轴承无法正常工作的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为提供一种可在线控制的动静压轴承，所述可在线控制的动静压轴承包括主轴、径向调节环、轴套和轴瓦，所述主轴的外围配合安装有轴套，所述轴套的外围配合安装有径向调节环，所述径向调节环的内侧设置有旋转腔，所述轴套上设置有轴瓦安装槽，所述轴瓦安装在轴瓦安装槽内且与旋转腔的侧壁相切，所述旋转腔的宽度沿着逆时针的方向逐渐减小。

作为优选的技术方案，所述轴瓦的内弧面与与主轴之间形成油腔，轴瓦的外弧面与旋转腔的侧壁相接触。

作为优选的技术方案，所述轴瓦上设置有进油孔，所述进油孔与油腔连通。

作为优选的技术方案，所述旋转腔的侧壁为阿基米德螺旋面。

作为优选的技术方案，所述径向调节环通过连接销与旋转油缸内的旋转块相连。

作为优选的技术方案，所述轴套通过定位销与旋转油缸相连。

作为优选的技术方案，所述轴瓦安装槽均匀分布在轴套的圆周内，且所述轴瓦安装槽与轴瓦、轴瓦与旋转腔一一对应。

提供一种可在线控制的动静压轴承的控制方法，所述控制方法包括：旋转油缸内的旋转块带动径向调节环以额定转速旋转，且主轴在动力驱动下旋转；轴瓦与主轴之间的润滑油在相对运动的条件形成油膜；当径向调节环在旋转油缸的带动下做顺时针旋转时，轴瓦与旋转腔的接触点沿逆时针移动，由于旋转腔的宽度沿着逆时针的方向逐渐减小，轴瓦与主轴之间的间隙变小，油膜厚度相应变小；当径向调节环在旋转油缸的带动下做逆时针旋转时，轴瓦与旋转腔的接触点沿顺时针移动，由于旋转腔的宽度沿着顺时针的方向逐渐增大，轴瓦与主轴之间的间隙变大，油膜厚度相应变大。

本发明具有如下优点：

(1)本发明提供的一种可在线控制的动静压轴承能够实现在线控制轴瓦与主轴之间的间隙，实现在线调整油膜厚度和油膜压力；

(2)本发明提供的一种可在线控制的动静压轴承能够适用于不同工件种类和磨削用量的工作条件，适用性强；

(3)本发明提供的一种可在线控制的动静压轴承具有高寿命、高精度和高稳定性的特点；

(4)本发明提供的动静压轴承能够实现因转速或温度变化改变油膜粘度后须在线调控主轴和轴瓦间隙的工艺要求；

(5)本发明提供的动静压轴承，能够实现在线调整油膜厚度时，保持主轴的径向位置保持不变。

附图说明

图1为本发明提供的一种可在线控制的动静压轴承的径向截面图。

图2为本发明提供的一种可在线控制的动静压轴承的轴向截面图。

图中：径向调节环1、轴套2、轴瓦3、旋转腔4、进油孔5、油腔6、主轴7、旋转油缸8、定位销9、旋转块10、连接销11。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

参考图1，本实施例提供一种可在线控制的动静压轴承，包括主轴7、径向调节环1、轴套2和轴瓦3，主轴7的外围配合安装有轴套2，轴套2的外围配合安装有径向调节环1，径向调节环1的内侧设置有旋转腔4，轴套2上设置有轴瓦安装槽，轴瓦3安装在轴瓦安装槽内且与旋转腔4的侧壁相切，本实施例中轴瓦3的数量包括但不限于4个。

进一步地，参考图2，轴套2安装在设备机架上，径向调节环1通过连接销11与旋转油缸8内的旋转块10相连，轴套2通过定位销9与旋转油缸8相连，从而使径向调节环1能够随着旋转油缸8内的旋转块10的旋转而转动。

进一步地，旋转腔4的宽度沿着逆时针的方向逐渐减小，旋转腔4的侧壁为阿基米德螺旋面，阿基米德螺旋面是由无数条阿基米德螺旋线所组成的面，阿基米德螺线亦称"等速螺线"，即：当一点P沿动射线OP以等速率运动的同时，该射线又以等角速度绕点O旋转，点P的轨迹称为阿基米德螺线，此设计能够保证在改变轴瓦3与主轴7之间的间隙的同时，使主轴7的位置不发生改变，提高调节稳定性。

进一步地，轴瓦3的内弧面与与主轴7之间形成油腔6，轴瓦3上设置有进油孔5，进油孔5与油腔6连通，用于保证轴承内的润滑油量，轴瓦3的外弧面与旋转腔4的侧壁相接触，从而使轴瓦3能够随着径向调节环1的旋转而移动，以此减小或增加轴瓦3与主轴7之间的间隙。

进一步地，轴瓦安装槽均匀分布在轴套2的圆周内，且轴瓦安装槽与轴瓦3、轴瓦3与旋转腔4一一对应，对称均匀的位置设置，能够保证油膜压力和厚度的均匀分布。

本实施例提供一种可在线控制的动静压轴承的控制方法包括：

旋转油缸8内的旋转块10带动径向调节环1以额定转速旋转，且主轴7在动力驱动下旋转；轴瓦3与主轴7之间的润滑油在相对运动的条件形成油膜；当径向调节环1在旋转油缸8的带动下做顺时针旋转时，轴瓦3与旋转腔4的接触点沿逆时针移动，由于旋转腔4的宽度沿着逆时针的方向逐渐减小，轴瓦3与主轴7之间的间隙变小，油膜厚度相应变小；当径向调节环1在旋转油缸8的带动下做逆时针旋转时，轴瓦3与旋转腔4的接触点沿顺时针移动，由于旋转腔4的宽度沿着顺时针的方向逐渐增大，轴瓦3与主轴7之间的间隙变大，油膜厚度相应变大。同时油膜压力也随轴瓦3与主轴7之间的间隙的变化而变化，真正做到在线控制，实现动静压轴承的高精度、高稳定性和高寿命。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种可在线控制的动静压轴承，其特征在于，所述可在线控制的动静压轴承包括主轴(7)、径向调节环(1)、轴套(2)和轴瓦(3)，所述主轴(7)的外围配合安装有轴套(2)，所述轴套(2)的外围配合安装有径向调节环(1)，所述径向调节环(1)的内侧设置有旋转腔(4)，所述轴套(2)上设置有轴瓦安装槽，所述轴瓦(3)安装在轴瓦安装槽内且与旋转腔(4)的侧壁相切，所述旋转腔(4)的宽度沿着逆时针的方向逐渐减小；

所述径向调节环(1)通过连接销(11)与旋转油缸(8)内的旋转块(10)相连；轴瓦(3)的数量包括4个。

2.如权利要求1所述的一种可在线控制的动静压轴承，其特征在于，所述轴瓦(3)的内弧面与与主轴(7)之间形成油腔(6)，轴瓦(3)的外弧面与旋转腔(4)的侧壁相接触。

3.如权利要求2所述的一种可在线控制的动静压轴承，其特征在于，所述轴瓦(3)上设置有进油孔(5)，所述进油孔(5)与油腔(6)连通。

4.如权利要求1所述的一种可在线控制的动静压轴承，其特征在于，所述旋转腔(4)的侧壁为阿基米德螺旋面。

5.如权利要求1所述的一种可在线控制的动静压轴承，其特征在于，所述轴套(2)通过定位销(9)与旋转油缸(8)相连。

6.如权利要求1所述的一种可在线控制的动静压轴承，其特征在于，所述轴瓦安装槽均匀分布在轴套(2)的圆周内，且所述轴瓦安装槽与轴瓦(3)、轴瓦(3)与旋转腔(4)一一对应。

7.如权利要求1-6所述的一种可在线控制的动静压轴承的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

旋转油缸(8)内的旋转块(10)带动径向调节环(1)在一定范围内以额定转速旋转，且主轴(7)在动力驱动下旋转；轴瓦(3)与主轴(7)之间的润滑油在相对运动的条件形成动压油膜；当径向调节环(1)在旋转油缸(8)的带动下做顺时针旋转时，轴瓦(3)与旋转腔(4)的接触点沿逆时针移动，由于旋转腔(4)的宽度沿着逆时针的方向逐渐减小，轴瓦(3)与主轴(7)之间的间隙变小，油膜厚度相应变小；当径向调节环(1)在旋转油缸(8)的带动下做逆时针旋转时，轴瓦(3)与旋转腔(4)的接触点沿顺时针移动，由于旋转腔(4)的宽度沿着顺时针的方向逐渐增大，轴瓦(3)与主轴(7)之间的间隙变大，油膜厚度相应变大。