專利名稱：一種精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械裝配部件，具體的說，是涉及一種動(dòng)靜壓主軸裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)控機(jī)床正朝著超高速超精密方向發(fā)展，機(jī)床主軸作為數(shù)控機(jī)床的核心部件決定了機(jī)床的性能水平?，F(xiàn)行的高速主軸軸承技術(shù)中，滾動(dòng)軸承較大的振動(dòng)與噪聲、磁力軸承過于復(fù)雜的控制系統(tǒng)以及氣體軸承較低的承載能力限制了其進(jìn)一步發(fā)展。液體動(dòng)靜壓支承方式因其優(yōu)良的高速性能、高減振性、高回轉(zhuǎn)精度、高剛度、小阻尼和長壽命等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高速精密機(jī)床領(lǐng)域。傳統(tǒng)液體動(dòng)靜壓主軸的主要問題是潤滑油溫升引起主軸精度誤差過大、摩擦副磨損造成主軸壽命低等。傳統(tǒng)動(dòng)靜壓主軸為油潤滑，主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)油溫過高，一方面油的粘度降低影響主軸承載剛度，另一方面引起主軸高溫變形，均會(huì)影響主軸精度和運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。另外傳統(tǒng)主軸的摩擦副材料均為金屬，耐磨性、高溫強(qiáng)度、耐腐蝕性等性能均不理想。為解決上述問題，出現(xiàn)了 “水基液潤滑的動(dòng)靜壓陶瓷滑動(dòng)軸承主軸”(見《機(jī)械設(shè)計(jì)》2011年1月第觀卷第1期四頁-32頁)，該主軸的潤滑液為水基潤滑液，其主要成分為水，由于水的比熱容比油大，所以能夠改善主軸溫升問題，同時(shí)該主軸的摩擦副材料為陶瓷，陶瓷具有高耐磨、熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)，能夠改善主軸的磨損和熱變形等問題。但是，“水基液潤滑的動(dòng)靜壓陶瓷滑動(dòng)軸承主軸”還存在以下缺陷一是陶瓷件邊緣易碎由于陶瓷材料脆性大，抗沖擊能力差，徑向陶瓷軸套、徑向陶瓷軸瓦、聯(lián)合陶瓷軸瓦、聯(lián)合陶瓷軸套等陶瓷件的軸向兩端邊緣受力時(shí)易碎；二是陶瓷件形狀突變處易斷裂 聯(lián)合陶瓷軸瓦和聯(lián)合陶瓷軸套均為徑向-止推聯(lián)合功能件，它們的徑向摩擦副和止推摩擦副過度區(qū)域形狀急劇突變，過渡區(qū)域受力易斷裂；三是陶瓷件加工困難廢品率高徑向陶瓷軸瓦、聯(lián)合陶瓷軸瓦、止推陶瓷軸套等陶瓷件上設(shè)置有泄液環(huán)狀槽和泄液孔，由于陶瓷件難加工，在加工上述泄液環(huán)狀槽和泄液孔等復(fù)雜形狀時(shí)廢品率高；四是潤滑液泄漏嚴(yán)重 在徑向陶瓷軸瓦、聯(lián)合陶瓷軸瓦、止推陶瓷軸套的每個(gè)液腔的兩側(cè)各有一圈泄液環(huán)狀凹槽， 潤滑液不能完全通過泄液環(huán)狀凹槽流出，而是通過摩擦副中間的縫隙泄漏到電機(jī)轉(zhuǎn)子上或外殼上。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置存在的陶瓷件邊緣易碎、陶瓷件形狀突變處易斷裂、陶瓷件加工困難廢品率高和潤滑液泄漏嚴(yán)重等問題，提供一種精密型動(dòng)靜壓主軸陶瓷裝置，能夠保護(hù)陶瓷件邊緣，提高其抗沖擊性；提高徑向-止推聯(lián)合軸承的強(qiáng)度；提高陶瓷件的可加工性，提高成品率；提高主軸密封性。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置，包括主軸和機(jī)座，所述主軸前部安裝有徑向-雙向止推前軸承，所述主軸后部安裝有徑向后軸承；[0009]所述徑向-雙向止推前軸承包括右端設(shè)置有凸緣，左端設(shè)置有外螺紋的金屬制前主軸襯套，所述前主軸襯套的右端面與所述主軸的左軸肩緊密貼合，所述前主軸襯套外部從右向左依次裝配有前陶瓷右軸套、止推陶瓷軸套和前陶瓷左軸套，所述止推陶瓷軸套外部裝配有金屬制止推軸套襯套，所述前主軸襯套的左端面裝配有設(shè)置有內(nèi)螺紋的前軸套端蓋；所述機(jī)座以其左端面為基準(zhǔn)安裝有前軸瓦襯套，所述前軸瓦襯套設(shè)置有徑向內(nèi)孔和止推內(nèi)孔，所述徑向內(nèi)孔側(cè)壁設(shè)置有徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽，所述徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽頂端連接有一個(gè)延伸到前軸瓦襯套外部并與機(jī)座內(nèi)供液孔相通的徑向進(jìn)液孔，所述前軸瓦襯套右端設(shè)置有泄液結(jié)構(gòu)，所述止推內(nèi)孔端面設(shè)置有頂端連接止推豎進(jìn)液孔的止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽，止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽通過止推豎進(jìn)液孔和止推橫進(jìn)液孔與機(jī)座內(nèi)供液孔相通，所述徑向內(nèi)孔靠近止推內(nèi)孔一端側(cè)壁設(shè)置有底端設(shè)有第四泄液孔的第四泄液環(huán)狀凹槽，所述第四泄液孔通過橫向泄液孔與機(jī)座內(nèi)排液孔相通；所述前軸瓦襯套的徑向內(nèi)孔內(nèi)以其右端面為基準(zhǔn)固定有前徑向陶瓷軸瓦，所述前徑向陶瓷軸瓦外部對(duì)應(yīng)于所述徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽設(shè)置有進(jìn)液環(huán)狀凹槽，所述進(jìn)液環(huán)狀凹槽底部設(shè)置有周向均布的進(jìn)液孔，所述陶瓷軸瓦內(nèi)壁對(duì)應(yīng)于所述進(jìn)液孔位置設(shè)置有液腔，所述進(jìn)液孔和所述液腔之間設(shè)置有節(jié)流器；所述前軸瓦襯套的止推內(nèi)孔內(nèi)固定有止推陶瓷右軸瓦，所述止推陶瓷右軸瓦一端面對(duì)應(yīng)于所述止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽位置設(shè)置有進(jìn)液環(huán)狀凹槽，所述進(jìn)液環(huán)狀凹槽底部設(shè)置有周向均布的進(jìn)液孔，所述止推陶瓷右軸瓦另一端面對(duì)應(yīng)于進(jìn)液孔位置設(shè)置有液腔，所述進(jìn)液孔和所述液腔之間設(shè)置有節(jié)流器；所述前軸瓦襯套通過螺栓連接有設(shè)置于所述主軸前端的前軸瓦端蓋，所述前軸瓦端蓋設(shè)置有用于固定安裝止推陶瓷左軸瓦的止推內(nèi)孔，所述止推陶瓷左軸瓦的形狀和位置與所述止推陶瓷右軸瓦對(duì)稱，所述止推內(nèi)孔端面設(shè)置有與止推陶瓷左軸瓦的進(jìn)液環(huán)狀凹槽相對(duì)應(yīng)的止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽，所述止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽頂端設(shè)置有與所述止推橫進(jìn)液孔連接的止推進(jìn)液孔，所述前軸瓦端蓋靠近所述主軸前端設(shè)置有泄液結(jié)構(gòu)，該泄液結(jié)構(gòu)通過橫向泄液孔和前軸瓦襯套的對(duì)應(yīng)通孔連通到所述機(jī)座內(nèi)排液孔，所述前軸瓦端蓋上在所述止推軸套襯套外側(cè)位置設(shè)置有連接止推泄液孔的止推泄液環(huán)狀凹槽；其中所述前陶瓷左軸套、止推陶瓷軸套和前陶瓷右軸套、前徑向陶瓷軸瓦、止推陶瓷右軸瓦、止推陶瓷左軸瓦的非摩擦副表面由金屬制前軸套端蓋、止推軸套襯套、前主軸襯套、前軸瓦襯套、前軸瓦端蓋進(jìn)行包容；所述徑向后軸承包括左端面緊靠所述主軸右軸肩且其右端設(shè)置有內(nèi)螺紋的后軸套端蓋，后軸套端蓋與左端設(shè)置有外螺紋、右端設(shè)置有凸緣的后主軸襯套連接，所述后主軸襯套上裝配有右端緊靠所述凸緣的后陶瓷軸套；所述后軸套端蓋外部以左端面齊平為基準(zhǔn)設(shè)置有安裝在機(jī)座上的后軸瓦襯套，所述后軸瓦襯套的徑向內(nèi)孔側(cè)壁設(shè)置有徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽，所述徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽頂端連接有一個(gè)延伸到所述后軸瓦襯套外部并與機(jī)座內(nèi)供液孔相通的徑向進(jìn)液孔，所述后軸瓦襯套左端設(shè)置有泄液結(jié)構(gòu)，所述后軸瓦襯套的凸臺(tái)端面設(shè)置有兩個(gè)一端與機(jī)座內(nèi)泄液孔相通的橫向泄液孔；所述后軸瓦襯套的徑向內(nèi)孔以其左端面為定位基準(zhǔn)內(nèi)裝配有后陶瓷軸瓦，所述后陶瓷軸瓦外部對(duì)應(yīng)于所述徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽設(shè)置有底部設(shè)置有周向均布的進(jìn)液孔的進(jìn)液環(huán)狀凹槽，所述后陶瓷軸瓦內(nèi)壁對(duì)應(yīng)于所述進(jìn)液孔位置設(shè)置有液腔，所述進(jìn)液孔和液腔之間設(shè)置有節(jié)流器；所述后軸瓦襯套右端裝配有設(shè)置泄液結(jié)構(gòu)的后軸瓦端蓋，該泄液結(jié)構(gòu)通過橫向泄液孔和橫向泄液孔的對(duì)應(yīng)通孔連通到機(jī)座內(nèi)排液孔；其中所述后陶瓷軸套、后陶瓷軸瓦的非摩擦副表面由金屬制后軸套端蓋、后主
5軸襯套、零件后軸瓦端蓋、后軸瓦襯套分別進(jìn)行包容。所述前軸瓦襯套、前軸瓦端蓋、后軸瓦襯套和后軸瓦端蓋的泄液結(jié)構(gòu)為三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)，由內(nèi)而外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽和設(shè)置在其底端的第一泄液孔、第二泄液環(huán)狀凹槽和設(shè)置在其底端的第二泄液孔、第三泄液環(huán)狀凹槽和設(shè)置在其底端的第三泄液孔。所述前徑向陶瓷軸瓦、止推陶瓷右軸瓦、止推陶瓷左軸瓦和后陶瓷軸瓦的液腔可以是深液腔、淺液腔、楔面液腔、縫隙式液腔或小孔式液腔。所述前徑向陶瓷軸瓦、止推陶瓷右軸瓦、止推陶瓷左軸瓦和后陶瓷軸瓦的節(jié)流器可以是毛細(xì)管節(jié)流器、小孔式節(jié)流器、隙縫式節(jié)流器或多孔質(zhì)節(jié)流器。所述前徑向陶瓷軸瓦、止推陶瓷右軸瓦、止推陶瓷左軸瓦和后陶瓷軸瓦中的進(jìn)液孔為3個(gè) 8個(gè)。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置，能夠改善油潤滑主軸高速下溫升過高、水潤滑主軸承載能力小的問題，提高軸承-主軸摩擦副的耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性和抗熱膨脹性，能夠提高主軸轉(zhuǎn)速、承載能力、運(yùn)行壽命、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、運(yùn)轉(zhuǎn)精度。本實(shí)用新型中主軸裝置的潤滑液優(yōu)選采用水基潤滑液，潤滑液的基礎(chǔ)液是水，加入增粘劑調(diào)節(jié)潤滑液的粘度。此水基潤滑液有兩方面效果一、主軸高速下潤滑液溫升低， 解決了普通油潤滑主軸高速下油膜溫升過高的問題，從而避免了高溫下潤滑油粘度降低帶來的主軸剛度、承載能力下降，而且能夠防止?jié)櫥驼扯韧唤祵?dǎo)致的主軸運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性下降。 二、通過調(diào)節(jié)水基潤滑液的粘度，解決了水潤滑主軸承載能力差的問題。本實(shí)用新型中主軸裝置中摩擦副的材料為陶瓷，有以下效果一、陶瓷材料耐磨損、耐化學(xué)腐蝕，能夠提高主軸壽命，使主軸長期保持高精度狀態(tài)。二、陶瓷材料熱膨脹系數(shù)低，能夠使主軸和軸瓦高溫下的熱變形較小，使主軸精度受溫度影響小。三、陶瓷材料能夠適應(yīng)水基潤滑液低粘度潤滑易發(fā)生邊界摩擦和干摩擦的狀態(tài)。本實(shí)用新型中主軸裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用適應(yīng)主軸徑向承壓功能和軸向止推功能的軸承布置形式，同時(shí)采用金屬對(duì)陶瓷摩擦副全包容的結(jié)構(gòu)，且各陶瓷零件在設(shè)計(jì)上應(yīng)避免形狀突變，還采用在金屬件上加工泄液環(huán)狀槽和泄液孔等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用多級(jí)泄液方式。采用以上結(jié)構(gòu)形式，有以下效果一、為適應(yīng)主軸工作要求，主軸的支承軸承均為陶瓷動(dòng)靜壓軸承，且同時(shí)具有徑向承壓功能和軸向止推功能，采用徑向軸承和止推軸承先分別加工再組裝的方式生產(chǎn)，從根本上避免了徑向摩擦副和止推摩擦副過度區(qū)域形狀突變，徹底防止徑向-止推聯(lián)合功能件在形狀突變處斷裂，杜絕了斷裂故障發(fā)生。二、主軸采用金屬對(duì)陶瓷件端面等非摩擦副表面進(jìn)行包裹，形成金屬對(duì)陶瓷件的全包容結(jié)構(gòu)，這是為了彌補(bǔ)陶瓷材料拉伸強(qiáng)度差、脆性大的不足，在陶瓷件受力時(shí)，由于金屬的包裹保護(hù)作用，陶瓷件的邊緣破碎將大為減少，防止陶瓷零件受到大的拉伸作用或零件邊緣受力過大發(fā)生斷裂，預(yù)防故障發(fā)生。三、各陶瓷零件在設(shè)計(jì)上避免了形狀突變，減少陶瓷零件內(nèi)部的應(yīng)力集中，防止由于陶瓷零件本身設(shè)計(jì)缺陷造成斷裂事故，能夠解決主軸上陶瓷件邊緣易碎、陶瓷件形狀突變處易斷裂、陶瓷件加工困難廢品率高和潤滑液泄漏嚴(yán)重等問題。四、采用在金屬件上加工泄液環(huán)狀槽和泄液孔等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，避免在陶瓷件上加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)，大大提高陶瓷件的可加工性，提高成品率；采用多級(jí)泄液方式，在液腔端部由一級(jí)泄液改為三級(jí)泄液，提高主軸密封性，防止?jié)櫥和ㄟ^摩擦副中間的縫隙泄漏到電機(jī)轉(zhuǎn)子上或外殼上。

圖1是本實(shí)用新型的整體裝配示意圖；圖2是圖1中徑向-雙向止推前軸承的裝配示意圖；圖3是圖1中前主軸襯套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的A7-A7剖視圖；圖5是圖1中前陶瓷右軸套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的A6-A6剖視圖；圖7是圖1中前陶瓷左軸套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7的A3-A3剖視圖；圖9是圖1中前軸套端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖9的A2-A2剖視圖；[0034]圖11是圖1中止推陶瓷軸套的結(jié)構(gòu)示意圖；[0035]圖12是圖11的A4-A4剖視圖；[0036]圖13是圖1中止推軸套襯套的結(jié)構(gòu)示意圖；[0037]圖14是圖13的A5-A5剖視圖；[0038]圖15是圖2中隨主軸旋轉(zhuǎn)件的裝配示意圖；[0039]圖16是圖15的B-B剖視圖；[0040]圖17是圖1中前軸瓦襯套的結(jié)構(gòu)示意圖；[0041]圖18是圖17的A17-A17剖視圖；[0042]圖19是圖18的仰視圖；[0043]圖20是圖19的B17-B17剖視圖；[0044]圖21是圖19的C17-C17剖視圖；[0045]圖22是圖1中前徑向陶瓷軸瓦的結(jié)構(gòu)示意圖[0046]圖23是圖22的A18-A18剖視圖；[0047]圖24是圖22的B18-B18剖視圖；[0048]圖25是圖1中止推陶瓷右軸瓦的結(jié)構(gòu)示意圖[0049]圖26是圖25的A19-A19剖視圖；[0050]圖27是圖25的后視圖；[0051]圖28是圖1中前軸瓦端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；[0052]圖29是圖28的A21-A21剖視圖；[0053]圖30是圖28的B21-B21剖視圖；[0054]圖31是圖28的仰視圖；[0055]圖32是圖31的C21-C21剖視圖；[0056]圖33是圖31的D21-D21剖視圖；[0057]圖34是圖1中徑向后軸承的裝配示意圖；[0058]圖35是圖1中后軸套端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖36是圖35的A9-A9剖視圖；圖37是圖1中后陶瓷軸套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖38是圖37的A10-A10剖視圖；圖39是圖1中后主軸襯套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖40是圖39的All-All剖視圖；圖41是圖1中后軸瓦端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖42是圖41的A12-A12剖視圖；圖43是圖41的仰視圖；圖44是圖43的B12-B12剖視圖；圖45是圖43的C12-C12剖視圖；圖46是圖1中后陶瓷軸瓦的結(jié)構(gòu)示意圖；圖47是圖46的B13-B13剖視圖；圖48是圖46的A13-A13剖視圖；圖49是圖1中后軸瓦襯套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖50是圖49的A14-A14剖視圖；圖51是圖50的仰視圖；圖52是圖51的B14-B14剖視圖；圖53是圖51的C14-C14剖視圖；圖M是圖1的潤滑液流向示意圖。圖中1:主軸；2 前軸套端蓋，2-1 內(nèi)螺紋；3 前陶瓷左軸套；4:止推陶瓷軸套；5 止推軸套襯套；6 前陶瓷右軸套；7 前主軸襯套，7-1 外螺紋，7-2 凸緣；8 轉(zhuǎn)子；9 后軸套端蓋，9-1 內(nèi)螺紋；10 后陶瓷軸套；11 后主軸襯套，11-1 外螺紋，11-2 凸緣；12 后軸瓦端蓋，12-1 端蓋固定螺釘孔，12-2 后軸瓦固定螺栓孔，12-3 第一泄液環(huán)狀凹槽，12-4 第二泄液環(huán)狀凹槽，12-5 第三泄液環(huán)狀凹槽，12-6 第一泄液孔，12-7 第二泄液孔，12-8 第三泄液孔，12-9 橫向泄液孔；13 后陶瓷軸瓦，13-1 進(jìn)液環(huán)狀凹槽，13-2 進(jìn)液孔，13-3 節(jié)流器，13-4 液腔；14 后軸瓦襯套，14-1 螺紋孔，14-2 螺栓孔，14-3 第三泄液環(huán)狀凹槽，14-4 第二泄液環(huán)狀凹槽，14-5 第一泄液環(huán)狀凹槽，14-6 第三泄液孔，14-7 徑向進(jìn)液孔，14-8 徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽，14-9 橫向泄液孔，14-10 第一泄液孔，14-11 第二泄液孔，14-12 徑向內(nèi)孔；[0092]15 定子；16 機(jī)座；17 前軸瓦襯套，17-1 密封圈槽，17-2 止推橫進(jìn)液孔，17-3 徑向進(jìn)液孔，17-4 徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽，17-5 第一泄液環(huán)狀凹槽，17-6 第二泄液環(huán)狀凹槽，17-7 第三泄液環(huán)狀凹槽，17-8 第三泄液孔，17-9 橫向泄液孔，17-10 第四泄液孔，17-11 止推內(nèi)孔， 17-12 第四泄液環(huán)狀凹槽，17-13 徑向內(nèi)孔，17-14:止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽，17-15 止推豎進(jìn)液孔，17-16 第一泄液孔，17-17 第二泄液孔；18 前徑向陶瓷軸瓦，18-1 進(jìn)液環(huán)狀凹槽，18-2 液腔，18_3 進(jìn)液孔，18-4 節(jié)流器；19 止推陶瓷右軸瓦，19-1 液腔，19-2 進(jìn)液環(huán)狀凹槽，19-3 進(jìn)液孔，19-4 節(jié)流器；20 止推陶瓷左軸瓦；21 前軸瓦端蓋，21-1 止推進(jìn)液孔，21-2 第三泄液環(huán)狀凹槽，21_3 第二泄液環(huán)狀凹槽，21-4 第一泄液環(huán)狀凹槽，21-5 第三泄液孔，21-6 第一泄液孔，21_7 橫向泄液孔，21-8 止推泄液孔，21-9 止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽，21-10 止推內(nèi)孔，21-11 第二泄液孔， 21-12 止推泄液環(huán)狀凹槽。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型針對(duì)普通油潤滑主軸高速下溫升過高、水潤滑主軸承載能力小的問題，提出了一種精密型的動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置，其中主軸的潤滑劑為水基潤滑液。為解決傳統(tǒng)主軸-軸承金屬摩擦副耐磨損性差、熱膨脹系數(shù)高的問題，且為適應(yīng)水基潤滑液低粘度潤滑易發(fā)生邊界摩擦和干摩擦的狀態(tài)，本實(shí)用新型中的主軸-軸承摩擦副材料為陶瓷材料。現(xiàn)有的陶瓷滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)過于簡(jiǎn)單，不能適應(yīng)主軸工作需要，且陶瓷零件易出現(xiàn)應(yīng)力集中，本實(shí)用新型中主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用適應(yīng)主軸的具有徑向承壓功能和軸向止推功能的陶瓷動(dòng)靜壓軸承布置形式，同時(shí)采用金屬對(duì)陶瓷摩擦副全包容的結(jié)構(gòu)，且各陶瓷零件在設(shè)計(jì)上避免形狀突變。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，大致按照結(jié)構(gòu)上由內(nèi)向外的順序?qū)Ρ緦?shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述本實(shí)施例披露了一種的精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置。如圖1所示，主軸1上安裝有轉(zhuǎn)子8，轉(zhuǎn)子8外部對(duì)應(yīng)設(shè)置有安裝在機(jī)座16上的定子15，轉(zhuǎn)子8前端的主軸1上安裝有徑向-雙向止推前軸承，轉(zhuǎn)子10后端的主軸上安裝有徑向后軸承。其中，零件前軸套端蓋2、前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4、止推軸套襯套5、前陶瓷右軸套6、前主軸襯套7、轉(zhuǎn)子8、后軸套端蓋9、后陶瓷軸套10、后主軸襯套11固連在一起，隨主軸1旋轉(zhuǎn)；零件后軸瓦端蓋12、后陶瓷軸瓦13、后軸瓦襯套14、定子15、前軸瓦襯套17、前徑向陶瓷軸瓦18、止推陶瓷右軸瓦19、止推陶瓷左軸瓦20、前軸瓦端蓋21為固定件，固定在機(jī)座16內(nèi)靜止不動(dòng)。 工作時(shí)潤滑液流動(dòng)如M中箭頭所示，由機(jī)座16上方供液孔注入，從機(jī)座16下方排液孔排出。潤滑液從供液孔注入后，分成左右兩路分別供給徑向-雙向止推前軸承和徑向后軸承， 左路潤滑液再次分為兩路，向左供給止推軸承，向下供給徑向軸承，潤滑液經(jīng)過前后軸承后再匯聚到排液孔排出，油路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，使供液和排液更加簡(jiǎn)單緊湊。本實(shí)施例是以電機(jī)轉(zhuǎn)子10和定子15布置在主軸1中部為例的，除此以外，也可以將電機(jī)轉(zhuǎn)子10和定子15布置在主軸1后端，亦可采用外置電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)件帶動(dòng)主軸1旋轉(zhuǎn)的方式。如圖2所示，徑向-雙向止推前軸承由前軸套端蓋2、前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4、止推軸套襯套5、前陶瓷右軸套6、前主軸襯套7、前軸瓦襯套17、前徑向陶瓷軸瓦18、 止推陶瓷右軸瓦19、止推陶瓷左軸瓦20、前軸瓦端蓋21構(gòu)成。具體地，徑向-雙向止推前軸承包括用于固定裝配在主軸1上的金屬制前主軸襯套7，前主軸襯套7的右端面緊靠主軸1左軸肩。結(jié)合圖3至圖14所示，前主軸襯套7 —端具有呈凸起擋肩結(jié)構(gòu)的凸緣7-2，凸緣7-2方便對(duì)下述前陶瓷右軸套6進(jìn)行軸向定位，為了實(shí)現(xiàn)全包容，凸緣7-2的外徑與前陶瓷左軸套3和前陶瓷右軸套6的外徑相等；另一端加工出一定長度的外螺紋7-1，以便和下述前軸套端蓋2實(shí)現(xiàn)螺紋配合，對(duì)前軸套端蓋2進(jìn)行軸向定位。前主軸襯套7上裝配有前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4和前陶瓷右軸套6，前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4和前陶瓷右軸套6共同組裝后構(gòu)成徑向-雙向止推前軸承的陶瓷軸套。在徑向上，這部分采用的裝配形式可以為粘接，其中粘接的粘結(jié)劑包括環(huán)氧樹脂、 高溫?zé)o機(jī)膠等有機(jī)與無機(jī)粘結(jié)劑；也可以為過盈裝配，具體為將金屬制的前主軸襯套7以冷裝的形式使其外徑減小，待其與陶瓷軸套之間產(chǎn)生一定間隙后，再裝配到設(shè)定位置，下述類似裝配形式同理。在軸向上同樣采用粘接或者過盈配合的方式，前陶瓷右軸套6的右端面緊貼前主軸襯套7的凸緣7-2左端面，止推陶瓷軸套4右端面緊貼前陶瓷右軸套6左端面，前陶瓷左軸套3右端面緊貼止推陶瓷軸套4左端面。前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4 和前陶瓷右軸套6三個(gè)零件分別加工能夠避免形狀突變，減小單件式軸套在形狀突變處的應(yīng)力集中，同時(shí)也更便于加工，提高加工精度。止推陶瓷軸套4外圈裝配有止推軸套襯套5，其材質(zhì)為金屬，用于提高止推陶瓷軸套4的外圈邊緣抗沖擊性。前主軸襯套7帶有外螺紋7-1的端部裝配有前軸套端蓋2，前軸套端蓋2的右端面緊貼前陶瓷左軸套3的左端面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軸套端蓋2的定位。如圖9和圖10所示，前軸套端蓋2內(nèi)圈加工出內(nèi)螺紋2-1，與前主軸襯套7的外螺紋7-1實(shí)現(xiàn)螺紋配合，以將前軸套端蓋2緊固在前主軸襯套7端部；同時(shí)前軸套端蓋2與前陶瓷左軸套3外徑相等，完成對(duì)徑向-雙向止推前軸承中陶瓷材料的全包容結(jié)構(gòu)，有效改善了軸承受力條件。前軸瓦襯套17以其凸緣右端面與機(jī)座16的左端面緊靠定位而固定在機(jī)座16上。 如圖17至圖21所示，前軸瓦襯套17包括止推結(jié)構(gòu)和徑向結(jié)構(gòu)，徑向結(jié)構(gòu)包括徑向內(nèi)孔 17-13，徑向內(nèi)孔17-13側(cè)壁設(shè)置有徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽17-4，徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽17_4頂端連接有一個(gè)延伸到前軸瓦襯套17外部并與機(jī)座16內(nèi)供液孔相通的徑向進(jìn)液孔17-3。前軸瓦襯套17靠近定子15的端部設(shè)置有三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽17-5和設(shè)置在其底端的第一泄液孔17-16、第二泄液環(huán)狀凹槽17-6和設(shè)置在其底端的第二泄液孔17-17、第三泄液環(huán)狀凹槽17-7和設(shè)置在其底端的第三泄液孔17-8，具體布置形式詳見圖19至圖21。止推結(jié)構(gòu)包括止推內(nèi)孔17-11，止推內(nèi)孔17-11端面設(shè)置有止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽17-14，止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽17-14頂端連接有止推豎進(jìn)液孔17-15，止推豎進(jìn)液孔 17-15連接有與其垂直的止推橫進(jìn)液孔17-2，止推橫進(jìn)液孔17-2與機(jī)座16內(nèi)供液孔相通。 徑向內(nèi)孔17-13靠近止推內(nèi)孔17-11—端側(cè)壁設(shè)置有第四泄液環(huán)狀凹槽17-12，第四泄液環(huán)狀凹槽17-12底端設(shè)置有第四泄液孔17-10，第四泄液孔17-10連接有橫向泄液孔17_9，橫向泄液孔17-9與機(jī)座16內(nèi)排液孔相通。前軸瓦襯套17的徑向內(nèi)孔17-13內(nèi)固定有前徑向陶瓷軸瓦18，如圖22至圖對(duì)所示，前徑向陶瓷軸瓦18以徑向內(nèi)孔17-13的右端面為定位基準(zhǔn)，同時(shí)前徑向陶瓷軸瓦18右端面與前陶瓷右軸套6右端面齊平。前徑向陶瓷軸瓦18外部對(duì)應(yīng)于徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽17-4 的位置設(shè)置有進(jìn)液環(huán)狀凹槽18-1，徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽17-4與進(jìn)液環(huán)狀凹槽18-1共同構(gòu)成介于金屬材料和陶瓷材料兩種材料之間的環(huán)形回路。進(jìn)液環(huán)狀凹槽18-1底部設(shè)置有若干周向均布的進(jìn)液孔18-3，其個(gè)數(shù)一般為3個(gè)至8個(gè)，陶瓷軸瓦18內(nèi)壁對(duì)應(yīng)于進(jìn)液孔18-3位置設(shè)置有液腔18-2，其具體結(jié)構(gòu)可以是深液腔、淺液腔、楔面液腔、縫隙式液腔或者小孔液油腔等，根據(jù)實(shí)際工況選擇，下述其他零件的類似結(jié)構(gòu)同理。進(jìn)液孔18-3和液腔18-2之間設(shè)置有節(jié)流器18-4，其結(jié)構(gòu)具體可以是毛細(xì)管節(jié)流器、小孔式節(jié)流器或者多孔質(zhì)節(jié)流器等， 根據(jù)實(shí)際工況選擇，下述其他零件的類似結(jié)構(gòu)同理。前軸瓦襯套17的止推內(nèi)孔17-11內(nèi)固定有止推陶瓷右軸瓦19，如圖25至圖27 所示，止推陶瓷右軸瓦19 一端面對(duì)應(yīng)于止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽17-14位置設(shè)置有進(jìn)液環(huán)狀凹槽 19-2，止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽17-14與進(jìn)液環(huán)狀凹槽19-2共同構(gòu)成介于金屬材料和陶瓷材料兩種材料之間的環(huán)形回路。進(jìn)液環(huán)狀凹槽19-2底部設(shè)置有若干周向均布的進(jìn)液孔19-3，止推陶瓷右軸瓦19另一端面對(duì)應(yīng)于進(jìn)液孔19-3位置設(shè)置有液腔19-1。進(jìn)液孔19-3和液腔 19-1之間設(shè)置有節(jié)流器19-4。止推陶瓷左軸瓦20的結(jié)構(gòu)與止推陶瓷右軸瓦19對(duì)稱，固定于前軸瓦端蓋21上。 如圖觀至圖30所示，前軸瓦端蓋21設(shè)置有用于固定安裝止推陶瓷左軸瓦20的止推內(nèi)孔 21-10，止推內(nèi)孔21-10端面設(shè)置有與止推陶瓷左軸瓦20的進(jìn)液環(huán)狀凹槽相對(duì)應(yīng)的止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽21-9，兩者共同構(gòu)成介于金屬材料和陶瓷材料兩種材料之間的環(huán)形回路，止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽21-9頂端設(shè)置有與止推橫進(jìn)液孔17-2連接的止推進(jìn)液孔21-1。前軸瓦端蓋21靠近主軸1前端設(shè)置有三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽21-4和設(shè)置在其底端的第一泄液孔21-6、第二泄液環(huán)狀凹槽21-3和設(shè)置在其底端的第二泄液孔 21-11、第三泄液環(huán)狀凹槽21-2和設(shè)置在其底端的第三泄液孔21-5，具體布置形式詳見圖 31至圖33 ；三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)通過橫向泄液孔21-7和前軸瓦襯套17的對(duì)應(yīng)通孔連通到機(jī)座16 內(nèi)排液孔。前軸瓦端蓋21上在止推軸套襯套5外側(cè)位置設(shè)置有止推泄液環(huán)狀凹槽21-12， 止推泄液環(huán)狀凹槽21-12底端連接有通至中間第一泄液孔21-6的止推泄液孔21-8。陶瓷材料制成的前陶瓷左軸套3、止推陶瓷軸套4和前陶瓷右軸套6共同構(gòu)成陶瓷軸套，前徑向陶瓷軸瓦18、止推陶瓷右軸瓦19、止推陶瓷左軸瓦20共同構(gòu)成陶瓷軸瓦，陶瓷軸套與陶瓷軸瓦構(gòu)成徑向-雙向止推前軸承的陶瓷摩擦副。具體地，前陶瓷右軸套6與前徑向陶瓷軸瓦18之間、前陶瓷左軸套3與止推陶瓷左軸瓦20之間、前陶瓷右軸套6左端一部分與止推陶瓷右軸瓦19之間構(gòu)成徑向軸承間隙；止推陶瓷軸套4的兩側(cè)分別與止推陶瓷右軸瓦19、止推陶瓷左軸瓦20構(gòu)成止推軸承間隙。具體的徑向軸承間隙和止推軸承間隙值應(yīng)視工作條件而定，范圍包括從毫米級(jí)至微米級(jí)。除陶瓷摩擦副涉及的接觸面以外，陶瓷軸套與陶瓷軸瓦的其他表面由金屬材料制成的前軸套端蓋2、止推軸套襯套5、前主軸襯套7、 前軸瓦襯套17、前軸瓦端蓋21分別進(jìn)行包容，從而形成徑向-雙向止推前軸承的全包容結(jié)構(gòu)，較只由陶瓷摩擦副構(gòu)成的軸承結(jié)構(gòu)而言改善了受力情況，有效改善了主軸上陶瓷零件的應(yīng)力集中現(xiàn)象，彌補(bǔ)了陶瓷零件拉伸強(qiáng)度差、脆性大等材料缺陷，大大提高了主軸使用的安全性和可靠性。上述前徑向陶瓷軸瓦18的左端面和止推陶瓷右軸瓦19的右端面沒有金屬包容，這是為了縮短軸承長度、提高可加工性，若遇到大沖擊載荷工況，可在上述前徑向陶瓷軸瓦18的左端面和止推陶瓷右軸瓦19的右端面增加金屬包容零件，更好的保護(hù)前徑向陶瓷軸瓦18和止推陶瓷右軸瓦19。在工作過程中，先將潤滑液以一定的液壓由機(jī)座16的總供液孔注入，供給徑向-雙向止推前軸承的潤滑液分為兩路，向左供給止推軸承，向下供給徑向軸承。供給徑向軸承的潤滑液先由徑向進(jìn)液孔17-3進(jìn)入徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽17-4與進(jìn)液環(huán)狀凹槽18-1構(gòu)成的環(huán)形回路，隨后沿前徑向陶瓷軸瓦18的進(jìn)液孔18-3和節(jié)流器18-4 流入液腔18-2，前陶瓷右軸套6與前徑向陶瓷軸瓦18之間的徑向軸承間隙形成完整承載液膜，節(jié)流器18-4將靜壓效應(yīng)發(fā)揮得更加充分；在主軸1帶動(dòng)陶瓷軸套中的前陶瓷右軸套6 旋轉(zhuǎn)時(shí)，前陶瓷右軸套6與前徑向陶瓷軸瓦18和止推陶瓷右軸瓦19之間將產(chǎn)生明顯的動(dòng)壓效應(yīng)，提高整個(gè)軸承的徑向承載能力與剛度。徑向軸承間隙中的潤滑液再分別通過前軸瓦襯套17的三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)和第四泄液環(huán)狀凹槽17-12及第四泄液孔17-10排出，三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)能夠使?jié)櫥和耆氐綑C(jī)座16的排液孔，增強(qiáng)徑向-雙向止推前軸承密封效果。而供給止推軸承的潤滑液再分為兩路，一路通過止推橫進(jìn)液孔17-2和止推豎進(jìn)液孔17-15，進(jìn)入止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽17-14與進(jìn)液環(huán)狀凹槽19-2構(gòu)成的環(huán)形回路，隨后沿止推陶瓷右軸瓦19的進(jìn)液孔19-3和節(jié)流器19-4流入液腔19-1，止推陶瓷右軸瓦19與止推陶瓷軸套4之間的止推軸承間隙形成完整承載液膜，節(jié)流器19-4將靜壓效應(yīng)發(fā)揮得更加充分；在主軸1帶動(dòng)陶瓷軸套中的止推陶瓷軸套4旋轉(zhuǎn)時(shí)，止推陶瓷軸套4和止推陶瓷右軸瓦 19之間將產(chǎn)生明顯的動(dòng)壓效應(yīng)。同理，另一路通過止推進(jìn)液孔21-1進(jìn)入止推陶瓷左軸瓦 20的進(jìn)液環(huán)狀凹槽與止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽21-9構(gòu)成的環(huán)形回路，與止推陶瓷右軸瓦19形成對(duì)稱方向的動(dòng)靜壓效應(yīng)。止推軸承間隙中的潤滑液再分別通過前軸瓦端蓋21的三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)和前軸瓦襯套17的第四泄液環(huán)狀凹槽17-12及第四泄液孔17-10排出。由此可以看出，前軸瓦襯套17的第四泄液環(huán)狀凹槽17-12在功能上同時(shí)接受右止推軸承和徑向軸承的潤滑液回流，這樣，一個(gè)泄液槽接受兩側(cè)泄液，一方面結(jié)構(gòu)更加緊湊，另一方面也能夠增強(qiáng)前軸承泄液效果。同時(shí)，止推陶瓷軸套4兩側(cè)的潤滑液還可以通過止推泄液環(huán)狀凹槽21-12 和止推泄液孔21-8排出，使止推陶瓷軸套4徑向外側(cè)的潤滑液也能夠順利排出。如圖34所示，徑向后軸承由后軸套端蓋9、后陶瓷軸套10、后主軸襯套11、后軸瓦端蓋12、后陶瓷軸瓦13、后軸瓦襯套14構(gòu)成。具體地，徑向后軸承包括左端面緊靠主軸1右軸肩的后軸套端蓋9，如圖35至圖 36所示，后軸套端蓋9右端設(shè)置有內(nèi)螺紋9-1，內(nèi)螺紋9-1用于與后主軸襯套11 一端的外螺紋11-1相配合，如圖39至圖40所示，所述后主軸襯套11的另一端設(shè)置有凸緣11-2，后主軸襯套11上安裝有后陶瓷軸套10，后陶瓷軸套10的右端面緊靠凸緣11-2內(nèi)側(cè)，其結(jié)構(gòu)如圖37至圖38所示。后軸套端蓋9、后陶瓷軸套10、后主軸襯套11之間，以及它們與主軸 1之間同樣采用粘接或者過盈配合裝配。后軸瓦襯套14以其左端面與后軸套端蓋9左端面齊平而固定在機(jī)座16上。如圖 49至圖53所示，后軸瓦襯套14包括徑向內(nèi)孔14-12，徑向內(nèi)孔14-12側(cè)壁設(shè)置有徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽14-8，徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽14-8頂端連接有一個(gè)延伸到后軸瓦襯套14外部并與機(jī)座16內(nèi)供液孔相通的徑向進(jìn)液孔14-7。后軸瓦襯套14靠近定子15的端部設(shè)置有三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽14-5和設(shè)置在其底端的第一泄液孔14-10、 第二泄液環(huán)狀凹槽14-4和設(shè)置在其底端的第二泄液孔14-11、第三泄液環(huán)狀凹槽14-3和設(shè)置在其底端的第三泄液孔14-6，具體布置形式詳見圖51至圖53。后軸瓦襯套14的凸臺(tái)端面還設(shè)置有用于固定下述后軸瓦端蓋12的螺紋孔14-1和螺栓孔14-2，并設(shè)置有兩個(gè)一端與機(jī)座16內(nèi)泄液孔相通的橫向泄液孔14-9。后軸瓦襯套14的徑向內(nèi)孔14-12內(nèi)固定有后陶瓷軸瓦13，后陶瓷軸瓦13以徑向內(nèi)孔14-12的左端面為定位基準(zhǔn)，同時(shí)后陶瓷軸瓦13右端面與后陶瓷軸套10右端面齊平。 如圖35至39所示，后陶瓷軸瓦13外部對(duì)應(yīng)于徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽14-8的位置設(shè)置有進(jìn)液環(huán)狀凹槽13-1，徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽14-8與進(jìn)液環(huán)狀凹槽13-1共同構(gòu)成介于金屬材料和陶瓷材料兩種材料之間的環(huán)形回路。進(jìn)液環(huán)狀凹槽13-1底部設(shè)置有若干周向均布的進(jìn)液孔 13-2，后陶瓷軸瓦13內(nèi)壁對(duì)應(yīng)于進(jìn)液孔13-2位置設(shè)置有液腔13-4，進(jìn)液孔13_2和液腔
13-4之間設(shè)置有節(jié)流器13-3。后軸瓦襯套14右端安裝有后軸瓦端蓋12，如圖41至42所示，后軸瓦端蓋12軸向上設(shè)置有端蓋固定螺釘孔12-1和后軸瓦固定螺栓孔12-2，分別與螺紋孔14-1和螺栓孔
14-2對(duì)應(yīng)。后軸瓦端蓋12也設(shè)置有三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽 12-3和設(shè)置在其底端的第一泄液孔12-6、第二泄液環(huán)狀凹槽12-4和設(shè)置在其底端的第二泄液孔12-7、第三泄液環(huán)狀凹槽12-5和設(shè)置在其底端的第三泄液孔12-8，具體布置形式詳見圖43至圖45 ；三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)通過橫向泄液孔12-9和橫向泄液孔14-9的對(duì)應(yīng)通孔連通到機(jī)座16內(nèi)排液孔。陶瓷材料制成的后陶瓷軸套10和后陶瓷軸瓦13構(gòu)成徑向后軸承的陶瓷摩擦副， 后陶瓷軸套10和后陶瓷軸瓦13之間構(gòu)成徑向軸承間隙，具體的徑向軸承間隙值應(yīng)視工作條件而定，范圍包括從毫米級(jí)至微米級(jí)。除陶瓷摩擦副涉及的接觸面以外，后陶瓷軸套10 和后陶瓷軸瓦13的其他表面由金屬材料制成的后軸套端蓋9、后主軸襯套11、零件后軸瓦端蓋12、后軸瓦襯套14分別進(jìn)行包容，從而形成徑向后軸承的全包容結(jié)構(gòu)。上述后陶瓷軸瓦13的右端面由后軸瓦端蓋12的左端面進(jìn)行包容，后軸瓦端蓋12在起到包容作用的同時(shí)，還起到了密封的作用，此結(jié)構(gòu)比單獨(dú)做后陶瓷軸瓦13的金屬包容件再做端蓋密封件要簡(jiǎn)單，若遇到較大載荷、較大沖擊的工作情況，也可單獨(dú)做金屬包容件加強(qiáng)包容效果，更好的保護(hù)陶瓷件。在工作過程中，先將潤滑液以一定的液壓由機(jī)座16的總供液孔注入，供給徑向后軸承的潤滑液先由徑向進(jìn)液孔14-7進(jìn)入徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽14-8與進(jìn)液環(huán)狀凹槽13-1構(gòu)成的環(huán)形回路，隨后沿后陶瓷軸瓦13的進(jìn)液孔13-2和節(jié)流器13-3流入液腔13-4，后陶瓷軸套10和后陶瓷軸瓦13之間的徑向軸承間隙形成完整承載液膜，節(jié)流器13-3將靜壓效應(yīng)發(fā)揮得更加充分；在主軸1帶動(dòng)后陶瓷軸套10旋轉(zhuǎn)時(shí)，后陶瓷軸套10和后陶瓷軸瓦13之間將產(chǎn)生明顯的動(dòng)壓效應(yīng)，提高整個(gè)軸承的徑向承載能力與剛度。徑向軸承間隙中的潤滑液再分別通過后軸瓦襯套14和后軸瓦端蓋12的三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)排出。需要特別指出的是，用于制造以上所有陶瓷零件的陶瓷材料，主要包括采用各種制備方法形成氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷兩類。其中氧化物陶瓷軸承主要包括氧化鋁 (Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)等材料，非氧化物陶瓷主要包括碳化硅(SiC)和氮化硅(Si3N4)等材料。并且需注意，各陶瓷零件可以分別采用不同的陶瓷材料制作，不同材料的陶瓷軸承摩擦副的性能各有偏重。用于制造以上所有金屬零件的金屬材料，具體地可以是碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金等各種金屬材料。 盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置，包括主軸(1)和機(jī)座(16)，其特征在于，所述主軸 (1)前部安裝有徑向-雙向止推前軸承，所述主軸(1)后部安裝有徑向后軸承；所述徑向-雙向止推前軸承包括右端設(shè)置有凸緣(7-2)，左端設(shè)置有外螺紋(7-1)的金屬制前主軸襯套(7)，所述前主軸襯套(7)的右端面與所述主軸(1)的左軸肩緊密貼合， 所述前主軸襯套(7)外部從右向左依次裝配有前陶瓷右軸套(6)、止推陶瓷軸套(4)和前陶瓷左軸套(3)，所述止推陶瓷軸套(4)外部裝配有金屬制止推軸套襯套(5)，所述前主軸襯套(7)的左端面裝配有設(shè)置有內(nèi)螺紋的前軸套端蓋O)；所述機(jī)座(16)以其左端面為基準(zhǔn)安裝有前軸瓦襯套(17)，所述前軸瓦襯套(17)設(shè)置有徑向內(nèi)孔(17-13)和止推內(nèi)孔(17-11)，所述徑向內(nèi)孔(17-1 側(cè)壁設(shè)置有徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽(17-4)，所述徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽(17-4)頂端連接有一個(gè)延伸到前軸瓦襯套(17)外部并與機(jī)座(16)內(nèi)供液孔相通的徑向進(jìn)液孔(17-3)，所述前軸瓦襯套(17)右端設(shè)置有泄液結(jié)構(gòu)，所述止推內(nèi)孔 (17-11)端面設(shè)置有頂端連接止推豎進(jìn)液孔(17-1 的止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽(17-14)，止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽(17-14)通過止推豎進(jìn)液孔(17-1 和止推橫進(jìn)液孔(17- 與機(jī)座(16)內(nèi)供液孔相通，所述徑向內(nèi)孔(17-1 靠近止推內(nèi)孔(17-11) —端側(cè)壁設(shè)置有底端設(shè)有第四泄液孔(17-10)的第四泄液環(huán)狀凹槽(17-12)，所述第四泄液孔(17-10)通過橫向泄液孔 (17-9)與機(jī)座(16)內(nèi)排液孔相通；所述前軸瓦襯套(17)的徑向內(nèi)孔(17-13)內(nèi)以其右端面為基準(zhǔn)固定有前徑向陶瓷軸瓦(18)，所述前徑向陶瓷軸瓦(18)外部對(duì)應(yīng)于所述徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽(17-4)設(shè)置有進(jìn)液環(huán)狀凹槽(18-1)，所述進(jìn)液環(huán)狀凹槽(18-1)底部設(shè)置有周向均布的進(jìn)液孔(18-3)，所述陶瓷軸瓦(18)內(nèi)壁對(duì)應(yīng)于所述進(jìn)液孔(18- 位置設(shè)置有液腔(18-2)，所述進(jìn)液孔(18- 和所述液腔(18- 之間設(shè)置有節(jié)流器(18-4)；所述前軸瓦襯套(17)的止推內(nèi)孔(17-11)內(nèi)固定有止推陶瓷右軸瓦(19)，所述止推陶瓷右軸瓦(19) 一端面對(duì)應(yīng)于所述止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽(17-14)位置設(shè)置有進(jìn)液環(huán)狀凹槽(19-2)，所述進(jìn)液環(huán)狀凹槽(19- 底部設(shè)置有周向均布的進(jìn)液孔(19-3)，所述止推陶瓷右軸瓦(19)另一端面對(duì)應(yīng)于進(jìn)液孔(19- 位置設(shè)置有液腔(19-1)，所述進(jìn)液孔(19- 和所述液腔(19-1)之間設(shè)置有節(jié)流器(19-4)；所述前軸瓦襯套(17)通過螺栓連接有設(shè)置于所述主軸(1)前端的前軸瓦端蓋(21)，所述前軸瓦端蓋設(shè)置有用于固定安裝止推陶瓷左軸瓦OO)的止推內(nèi)孔01-10)，所述止推陶瓷左軸瓦OO)的形狀和位置與所述止推陶瓷右軸瓦(19)對(duì)稱，所述止推內(nèi)孔(21-10)端面設(shè)置有與止推陶瓷左軸瓦OO)的進(jìn)液環(huán)狀凹槽相對(duì)應(yīng)的止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽(21-9)，所述止推進(jìn)液環(huán)狀凹槽Q1-9)頂端設(shè)置有與所述止推橫進(jìn)液孔 (17-2)連接的止推進(jìn)液孔(21-1)，所述前軸瓦端蓋靠近所述主軸(1)前端設(shè)置有泄液結(jié)構(gòu)，該泄液結(jié)構(gòu)通過橫向泄液孔01-7)和前軸瓦襯套(17)的對(duì)應(yīng)通孔連通到所述機(jī)座(16)內(nèi)排液孔，所述前軸瓦端蓋上在所述止推軸套襯套( 外側(cè)位置設(shè)置有連接止推泄液孔01-8)的止推泄液環(huán)狀凹槽01-12)；其中所述前陶瓷左軸套(3)、止推陶瓷軸套(4)和前陶瓷右軸套(6)、前徑向陶瓷軸瓦(18)、止推陶瓷右軸瓦(19)、止推陶瓷左軸瓦 (20)的非摩擦副表面由金屬制前軸套端蓋O)、止推軸套襯套(5)、前主軸襯套(7)、前軸瓦襯套(17)、前軸瓦端蓋進(jìn)行包容；所述徑向后軸承包括左端面緊靠所述主軸(1)右軸肩且其右端設(shè)置有內(nèi)螺紋(9-1)的后軸套端蓋(9)，后軸套端蓋(9)與左端設(shè)置有外螺紋(11-1)、右端設(shè)置有凸緣(11-2)的后主軸襯套(11)連接，所述后主軸襯套(11)上裝配有右端緊靠所述凸緣(11- 的后陶瓷軸套(10)；所述后軸套端蓋(9)外部以左端面齊平為基準(zhǔn)設(shè)置有安裝在機(jī)座(16)上的后軸瓦襯套(14)，所述后軸瓦襯套(14)的徑向內(nèi)孔(14-12)側(cè)壁設(shè)置有徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽 (14-8)，所述徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽(14-8)頂端連接有一個(gè)延伸到所述后軸瓦襯套(14)外部并與機(jī)座(16)內(nèi)供液孔相通的徑向進(jìn)液孔(14-7)，所述后軸瓦襯套(14)左端設(shè)置有泄液結(jié)構(gòu)，所述后軸瓦襯套14的凸臺(tái)端面設(shè)置有兩個(gè)一端與機(jī)座(16)內(nèi)泄液孔相通的橫向泄液孔(14-9)；所述后軸瓦襯套(14)的徑向內(nèi)孔(14-12)以其左端面為定位基準(zhǔn)內(nèi)裝配有后陶瓷軸瓦(13)，所述后陶瓷軸瓦(1 外部對(duì)應(yīng)于所述徑向進(jìn)液環(huán)狀凹槽(14-8)設(shè)置有底部設(shè)置有周向均布的進(jìn)液孔(13- 的進(jìn)液環(huán)狀凹槽(13-1)，所述后陶瓷軸瓦(1 內(nèi)壁對(duì)應(yīng)于所述進(jìn)液孔(13- 位置設(shè)置有液腔(13-4)，所述進(jìn)液孔(13-20和液腔(13_4)之間設(shè)置有節(jié)流器(13-3)；所述后軸瓦襯套(14)右端裝配有設(shè)置泄液結(jié)構(gòu)的后軸瓦端蓋(12)， 該泄液結(jié)構(gòu)通過橫向泄液孔(12-9)和橫向泄液孔(14-9)的對(duì)應(yīng)通孔連通到機(jī)座(16)內(nèi)排液孔；其中所述后陶瓷軸套(10)、后陶瓷軸瓦(1 的非摩擦副表面由金屬制后軸套端蓋 (9)、后主軸襯套(11)、零件后軸瓦端蓋(12)、后軸瓦襯套(14)分別進(jìn)行包容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置，其特征在于，所述前軸瓦襯套(17)、前軸瓦端蓋(21)、后軸瓦襯套(14)和后軸瓦端蓋(12)的泄液結(jié)構(gòu)為三級(jí)泄液結(jié)構(gòu)，由內(nèi)而外依次包括第一泄液環(huán)狀凹槽和設(shè)置在其底端的第一泄液孔、第二泄液環(huán)狀凹槽和設(shè)置在其底端的第二泄液孔、第三泄液環(huán)狀凹槽和設(shè)置在其底端的第三泄液孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置，其特征在于，所述前徑向陶瓷軸瓦(18)、止推陶瓷右軸瓦(19)、止推陶瓷左軸瓦00)和后陶瓷軸瓦(13)的液腔可以是深液腔、淺液腔、楔面液腔、縫隙式液腔或小孔式液腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置，其特征在于，所述前徑向陶瓷軸瓦(18)、止推陶瓷右軸瓦(19)、止推陶瓷左軸瓦00)和后陶瓷軸瓦(13)中的進(jìn)液孔為3個(gè) 8個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置，其特征在于，所述前徑向陶瓷軸瓦(18)、止推陶瓷右軸瓦(19)、止推陶瓷左軸瓦00)和后陶瓷軸瓦(13)的節(jié)流器可以是毛細(xì)管節(jié)流器、小孔式節(jié)流器、隙縫式節(jié)流器或多孔質(zhì)節(jié)流器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種精密型動(dòng)靜壓陶瓷主軸裝置，主軸前端安裝有徑向-雙向止推前軸承，主軸后端安裝有徑向后軸承；徑向-雙向止推前軸承包括外部依次裝配有前陶瓷右軸套、止推陶瓷軸套、前陶瓷左軸套和前軸套端蓋的前主軸襯套，止推陶瓷軸套外部裝配有止推軸套襯套，機(jī)座上安裝有徑向陶瓷軸瓦、止推陶瓷左軸瓦、止推陶瓷右軸瓦、前軸瓦襯套和前軸瓦端蓋；徑向后軸承包括裝配有后陶瓷軸套和后軸套端蓋的后主軸襯套，機(jī)座上安裝有后軸瓦端蓋、后陶瓷軸瓦和后軸瓦襯套。本實(shí)用新型能夠保護(hù)陶瓷件邊緣，提高其抗沖擊性；提高徑向-止推聯(lián)合軸承的強(qiáng)度；提高陶瓷件的可加工性，提高成品率；提高主軸密封性。
文檔編號(hào)B23Q11/12GK202123255SQ201120129190
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者劉峰, 劉文龍, 林彬, 閆帥 申請(qǐng)人:天津大學(xué)