專利名稱：內(nèi)置式可變節(jié)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及精密、超精密機(jī)床中液體靜壓、動(dòng)靜壓軸承機(jī)床主軸用的節(jié)流器，尤其涉及內(nèi)置式可變節(jié)流器。
背景技術(shù)：
精密、超精密加工是航空航天光學(xué)元器件、國防裝備關(guān)鍵零件以及高檔民用裝備關(guān)鍵零部件加工不可或缺的手段。精密、超精密加工主要依賴于精密、超精密機(jī)床。液體靜壓、動(dòng)靜壓軸承機(jī)床主軸由于具有特有的“誤差均化效應(yīng)”、動(dòng)壓效應(yīng)和阻尼減振效果，其回轉(zhuǎn)精度遠(yuǎn)高于滾動(dòng)軸承式主軸，其承載能力遠(yuǎn)高于氣體靜壓主軸，因而在精密、超精密機(jī)床中獲得了廣泛應(yīng)用。 液體靜壓、動(dòng)靜壓軸承按照供油方式可分為定量供油和定壓供油兩種。采用定量供油的液體靜壓和動(dòng)靜壓軸承主要應(yīng)用于大型重載機(jī)床的主軸、工件軸、轉(zhuǎn)臺(tái)、導(dǎo)軌和絲杠等領(lǐng)域，其供油量大，能耗高，所配備的定量泵數(shù)量多，成本也高。目前，在量大面廣的精密超精密機(jī)床領(lǐng)域，普遍采用定壓供油的液體靜壓和動(dòng)靜壓軸承。采用定壓供油的液體靜壓和動(dòng)靜壓軸承，必需合理配備和使用節(jié)流器，才能使軸承的承載能力、剛性和精度得到有效發(fā)揮。目前液體靜壓和動(dòng)靜壓軸承采用的節(jié)流器可分為固定節(jié)流器和可變節(jié)流器兩種?，F(xiàn)有的固定節(jié)流方式有毛細(xì)管節(jié)流、小孔節(jié)流、環(huán)面縫隙節(jié)流(圓柱面、端面、錐面)和表面節(jié)流等。其共同的不足是，當(dāng)油腔壓力升高后，由于節(jié)流前后的壓力差減小，導(dǎo)致進(jìn)入油腔的油液減少，因而其承載能力和剛度的提升幅度很有限。為了進(jìn)一步提高液體靜壓和動(dòng)靜壓軸承的承載能力，國內(nèi)外同行采用了可變節(jié)流器，現(xiàn)有的可變節(jié)流方式有薄膜反饋節(jié)流、滑閥反饋節(jié)流和內(nèi)表面反饋節(jié)流等。薄膜反饋節(jié)流和滑閥反饋節(jié)流的不足之處在于(I)其節(jié)流器的結(jié)構(gòu)尺寸大，只能外置于軸承體外，因而反饋油路較長，對外載荷的變化動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，影響了動(dòng)剛度的提高；(2)節(jié)流器尺寸大導(dǎo)致機(jī)床主軸占用的整體空間增大；(3)節(jié)流器都是分兩路分別向?qū)χ玫膬蓚€(gè)油腔供油，對置油腔的剛度同時(shí)受同一節(jié)流器參數(shù)的影響，參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，很容易導(dǎo)致主軸系統(tǒng)的剛度不穩(wěn)定，導(dǎo)致主軸無法正常工作。內(nèi)表面反饋節(jié)流的不足之處在于(1)需要占用軸承油腔內(nèi)表面的面積，導(dǎo)致軸承軸向尺寸變大，對于內(nèi)孔尺寸小的軸承，內(nèi)表面節(jié)流很難加工；(2)由于增加了內(nèi)表面的面積，導(dǎo)致主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)表面與油膜的剪切發(fā)熱增加，軸承溫升升聞，不利于提聞主軸的聞速性能?，F(xiàn)有的液體靜壓、動(dòng)靜壓軸承機(jī)床主軸所采用的節(jié)流方式由于存在上述缺陷，導(dǎo)致目前未能在機(jī)床上得到充分應(yīng)用，未能實(shí)現(xiàn)作為單元功能部件的大批量生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊，對外載荷的變化動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速的內(nèi)置式可變節(jié)流器。[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種內(nèi)置式可變節(jié)流器，包括節(jié)流器座、節(jié)流柱和彈簧，所述節(jié)流器座設(shè)有階梯狀中心孔，所述階梯狀中心孔由大徑孔、中徑孔和小徑孔組成，所述大徑孔經(jīng)中徑孔與小徑孔連通，所述節(jié)流柱呈由大徑柱、中徑柱 和小徑柱連接組成的階梯柱狀，所述節(jié)流柱裝設(shè)于所述節(jié)流器座中，所述大徑柱與大徑孔緊密配合，所述大徑柱頂端與大徑孔內(nèi)壁圍成儲(chǔ)油腔，所述中徑柱與大徑孔之間形成進(jìn)油腔，所述節(jié)流柱上開設(shè)有與連通儲(chǔ)油腔與進(jìn)油腔的進(jìn)油通道，所述中徑柱與中徑孔之間形成與進(jìn)油腔連通的節(jié)流間隙，所述小徑柱與中徑孔之間形成集油腔，所述小徑柱與小徑孔緊密配合，所述小徑柱上開設(shè)有與集油腔連通的輸出通道，所述彈簧抵設(shè)于中徑柱底端和中徑孔底端之間。所述節(jié)流器座的外圓柱面上設(shè)有螺紋。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型的內(nèi)置式可變節(jié)流器在自適應(yīng)調(diào)節(jié)時(shí)反饋油路短，對外載荷的變化動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速，有利于提高動(dòng)剛度，增加軸承的剛度和運(yùn)動(dòng)精度。本實(shí)用新型的內(nèi)置式可變節(jié)流器比薄膜反饋節(jié)流器和滑閥反饋節(jié)流器結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊、小巧，可直接安裝于軸承體內(nèi)，有利于縮減機(jī)床主軸占用的整體空間，并且裝配工藝性好、便于系列化標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、降低制造成本、維修更換方便；同時(shí)，由于內(nèi)置式可變節(jié)流器結(jié)構(gòu)緊湊小巧，因此可采用各軸承靜壓油腔單獨(dú)配置一件內(nèi)置式可變節(jié)流器的結(jié)構(gòu)，使針對軸承靜壓油腔內(nèi)的壓力變化所作的自適應(yīng)調(diào)節(jié)的精度更高，避免了現(xiàn)有技術(shù)中用一個(gè)節(jié)流器同時(shí)對兩個(gè)對置的軸承靜壓油腔進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)而引起的主軸系統(tǒng)剛度不穩(wěn)定的現(xiàn)象。本實(shí)用新型的內(nèi)置式可變節(jié)流器相比于內(nèi)表面反饋節(jié)流的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)更簡單，加工更方便，并且不存在主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)油膜受剪切發(fā)熱的現(xiàn)象，軸承溫升低，有利于提高主軸的高速性能。

圖I是本實(shí)用新型的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是將本實(shí)用新型裝設(shè)于液體靜壓軸承上的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的A — A剖視圖。圖中各標(biāo)號(hào)表不I、節(jié)流器座；2、節(jié)流柱；3、彈簧；4、儲(chǔ)油腔；5、進(jìn)油腔；6、節(jié)流間隙；7、集油腔；8、輸出通道；11、大徑孔；12、中徑孔；13、小徑孔；21、大徑柱；22、中徑柱；23、小徑柱；24、進(jìn)油通道；91、供油油路；92、軸承靜壓油腔。
具體實(shí)施方式
圖I示出了本實(shí)用新型的一種內(nèi)置式可變節(jié)流器實(shí)施例，該內(nèi)置式可變節(jié)流器包括節(jié)流器座I、節(jié)流柱2和彈簧3，節(jié)流器座I設(shè)有階梯狀中心孔，階梯狀中心孔由大徑孔
11、中徑孔12和小徑孔13組成，大徑孔11經(jīng)中徑孔12與小徑孔13連通，節(jié)流柱2呈由大徑柱21、中徑柱22和小徑柱23連接組成的階梯柱狀，節(jié)流柱2裝設(shè)于節(jié)流器座I中，大徑柱21與大徑孔11緊密配合，大徑柱21頂端與大徑孔11內(nèi)壁圍成儲(chǔ)油腔4，中徑柱22與大徑孔11之間形成進(jìn)油腔5，節(jié)流柱2上開設(shè)有連通儲(chǔ)油腔4與進(jìn)油腔5的進(jìn)油通道24，該進(jìn)油通道24由兩個(gè)徑向孔和一個(gè)軸向孔連接而成，中徑柱22與中徑孔12之間形成與進(jìn)油腔5連通的節(jié)流間隙6，該節(jié)流間隙6呈環(huán)形柱狀，小徑柱23與中徑孔12之間形成集油腔7，集油腔7與該節(jié)流間隙6連通，小徑柱23與小徑孔13緊密配合，小徑柱23上開設(shè)有與集油腔7連通的輸出通道8，該輸出通道8由兩個(gè)徑向孔和一個(gè)軸向孔連接而成，彈簧3抵設(shè)于中徑柱22底端和中徑孔12底端之間，該彈簧3用于輔助節(jié)流柱2向大徑柱21的一端回位。節(jié)流器座I的外圓柱面上設(shè)有螺紋，便于節(jié)流器座I的連接安裝。下面結(jié)合超精密機(jī)床中主軸的液體靜壓軸承，對本實(shí)用新型內(nèi)置式可變節(jié)流器的工作原理作進(jìn)一步說明 如圖2和圖3所示，將本實(shí)用新型的內(nèi)置式可變節(jié)流器裝入超精密機(jī)床中主軸的液體靜壓軸承，使儲(chǔ)油腔4與供油油路91連接，使輸出通道8與軸承靜壓油腔92連接。供油油路91為儲(chǔ)油腔4供油，供油油路91為軸承靜壓油腔92供油，從供油油路91輸入的壓力油經(jīng)儲(chǔ)油腔4、進(jìn)油通道24均勻、快速的進(jìn)入進(jìn)油腔5，再經(jīng)節(jié)流間隙6節(jié)流后進(jìn)入集油腔7，經(jīng)節(jié)流后的壓力油在集油腔7內(nèi)聚集后經(jīng)小徑柱23上 的輸出通道8輸入軸承靜壓油腔92。本實(shí)用新型的內(nèi)置式可變節(jié)流器可根據(jù)軸承靜壓油腔92內(nèi)的壓力變化進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，當(dāng)軸承靜壓油腔92內(nèi)的壓力升高時(shí)，節(jié)流柱2向大徑柱21—端移動(dòng)，環(huán)形柱狀的節(jié)流間隙6在其軸向方向上的長度減小，節(jié)流液阻減小，使進(jìn)入軸承靜壓油腔92的液體進(jìn)一步增加；當(dāng)軸承靜壓油腔92壓力減小時(shí)，節(jié)流柱2向小徑柱23 —端移動(dòng)，環(huán)形柱狀的節(jié)流間隙6在其軸向方向上的長度增加，節(jié)流液阻增加，使進(jìn)入軸承靜壓油腔92的液體進(jìn)一步減少，由此可見，本實(shí)用新型的內(nèi)置式可變節(jié)流器在自適應(yīng)調(diào)節(jié)時(shí)反饋油路短，對外載荷的變化動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速，有利于提高動(dòng)剛度，增加軸承的剛度和運(yùn)動(dòng)精度。本實(shí)用新型的內(nèi)置式可變節(jié)流器比薄膜反饋節(jié)流器和滑閥反饋節(jié)流器結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊、小巧，可直接安裝于軸承體內(nèi)，有利于縮減機(jī)床主軸占用的整體空間，并且裝配工藝性好、便于系列化標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、降低制造成本、維修更換方便；同時(shí)，由于內(nèi)置式可變節(jié)流器結(jié)構(gòu)緊湊小巧，因此可采用各軸承靜壓油腔92單獨(dú)配置一件內(nèi)置式可變節(jié)流器的結(jié)構(gòu)，使針對軸承靜壓油腔92內(nèi)的壓力變化所作的自適應(yīng)調(diào)節(jié)的精度更高，避免了現(xiàn)有技術(shù)中用一個(gè)節(jié)流器同時(shí)對兩個(gè)對置的軸承靜壓油腔92進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)而引起的主軸系統(tǒng)剛度不穩(wěn)定的現(xiàn)象。本實(shí)用新型的內(nèi)置式可變節(jié)流器相比于內(nèi)表面反饋節(jié)流的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)更簡單，加工更方便，并且不存在主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)油膜受剪切發(fā)熱的現(xiàn)象，軸承溫升低，有利于提高主軸的高速性能。上述只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)置式可變節(jié)流器，其特征在于包括節(jié)流器座(I)、節(jié)流柱(2)和彈簧(3)，所述節(jié)流器座(I)設(shè)有階梯狀中心孔，所述階梯狀中心孔由大徑孔(11)、中徑孔(12)和小徑孔(13)組成，所述大徑孔(11)經(jīng)中徑孔(12)與小徑孔(13)連通，所述節(jié)流柱(2)呈由大徑柱(21)、中徑柱(22)和小徑柱(23)連接組成的階梯柱狀，所述節(jié)流柱(2)裝設(shè)于所述節(jié)流器座(I)中，所述大徑柱(21)與大徑孔(11)緊密配合，所述大徑柱(21)頂端與大徑孔(11)內(nèi)壁圍成儲(chǔ)油腔(4)，所述中徑柱(22)與大徑孔(11)之間形成進(jìn)油腔(5)，所述節(jié)流柱(2)上開設(shè)有連通儲(chǔ)油腔(4)與進(jìn)油腔(5)的進(jìn)油通道(24)，所述中徑柱(22)與中徑孔(12)之間形成與進(jìn)油腔(5)連通的節(jié)流間隙(6)，所述小徑柱(23)與中徑孔(12)之間形成集油腔(7)，所述小徑柱(23)與小徑孔(13)緊密配合，所述小徑柱(23)上開設(shè)有與集油腔(7)連通的輸出通道(8)，所述彈簧(3)抵設(shè)于中徑柱(22)底端和中徑孔(12)底端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)置式可變節(jié)流器，其特征在于所述節(jié)流器座(I)的外圓柱面上設(shè)有螺紋。
專利摘要一種內(nèi)置式可變節(jié)流器，包括節(jié)流器座、節(jié)流柱和彈簧，節(jié)流器座設(shè)有階梯狀中心孔，階梯狀中心孔由大徑孔、中徑孔和小徑孔組成，大徑孔經(jīng)中徑孔與小徑孔連通，節(jié)流柱由大徑柱、中徑柱和小徑柱連接組成，節(jié)流柱裝設(shè)于節(jié)流器座中，大徑柱與大徑孔緊密配合，大徑柱頂端與大徑孔內(nèi)壁圍成儲(chǔ)油腔，中徑柱與大徑孔之間形成進(jìn)油腔，節(jié)流柱上開設(shè)有與連通儲(chǔ)油腔與進(jìn)油腔的進(jìn)油通道，中徑柱與中徑孔之間形成與進(jìn)油腔連通的節(jié)流間隙，小徑柱與中徑孔之間形成集油腔，小徑柱與小徑孔緊密配合，小徑柱上開設(shè)有與集油腔連通的輸出通道，彈簧抵設(shè)于中徑柱底端和中徑孔底端之間。該內(nèi)置式可變節(jié)流器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，對外載荷的變化動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速。
文檔編號(hào)F16C41/00GK202520800SQ20122004693
公開日2012年11月7日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者熊萬里 申請人:湖南大學(xué)