空气悬浮主轴结构的制作方法

1.本实用新型涉及机械部件，尤其是涉及一种空气悬浮主轴结构。


背景技术：

2.随着工业生产对加工精度的要求越来越高，一种用气体作为主轴润滑剂的主轴便应运而生，这便是气浮主轴，气浮主轴由于在生产中轴芯与轴承之间没有机械接触，磨损程度降到了最低，从而确保精度始终保持稳定，由于上述特点，气浮主轴在旋转机械中得到了大量应用。目前使用的常规气浮主轴由于设计的不成熟，当主轴在高速旋转时容易遇到卡死的问题，对工业生产造成不便。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种空气悬浮主轴结构，能够避免主轴在高速旋转时卡死。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型一方面提供了一种空气悬浮主轴结构，包括：包括壳体、以及设置在所述壳体内的转子组件、止推轴承、前轴承、定子组件和后轴承，所述止推轴承、前轴承、定子组件和后轴承依次设置在转子组件上，所述壳体的壳壁内设有进气通道，所述进气通道连通所述止推轴承和所述转子组件之间的间隙，以减少所述止推轴承和所述转子组件之间的机械摩擦，且所述进气通道分别与所述前轴承和转子组件之间的间隙、所述定子组件和所述转子组件之间的间隙以及后轴承和转子组件之间的间隙连通，以使所述转子组件旋转时其旋转轴心悬浮。
5.优选地，旋转轴心的外壁面呈阶梯状，且所述旋转轴心包括多段次旋转轴心，所述次旋转轴心沿主轴结构依次连接。
6.优选地，所述旋转轴心的前端设有前盖。
7.进一步优选地，多段所述次旋转轴心至少包括五段，所述止推轴承安装在第二段所述次旋转轴心上，并夹设在第三段所述次旋转轴心与设置在所述前盖之间。
8.优选地，第三段所述旋转轴心上设置挡气环，且所述挡气环夹设在所述止推轴承与所述壳体之间。
9.进一步优选地，所述前轴承的前端具有凸环，所述凸环上设有安装孔，所述安装孔内设置有诊断装置，以能够检测主轴的负载异常。
10.优选地，所述后轴承的后轴承主体的前端套设有前端径向节流塞，所述后轴承主体的后端套设有后端径向节流塞，所述前端径向节流塞与所述后端径向节流塞均与所述主轴内的气路连通。
11.通过上述技术方案，本实用新型的空气悬浮主轴结构通过
12.本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
13.图1为本实用新型具体实施方式的空气悬浮主轴结构的剖面结构示意图；
14.图2为本实用新型具体实施方式的空气悬浮主轴结构的壳体剖面结构示意图；
15.图3为本实用新型具体实施方式的空气悬浮主轴结构的前轴承凸环的结构示意图。
16.附图标记
[0017]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
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前轴承
[0018]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
后轴承
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定子组件
[0019]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
前盖
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止推轴承
[0020]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转子组件
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顶杆
[0021]
41
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冷却套
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42
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线圈
[0022]
43
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鼠笼
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411
ꢀꢀꢀꢀ
旋转轴心
[0023]
51
ꢀꢀꢀꢀꢀ
挡气环
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11
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第一外壳
[0024]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二外壳
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111
ꢀꢀꢀꢀ
进气通道
[0025]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀ
安装孔
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22
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第二气路
具体实施方式
[0026]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于防止本实用新型。
[0027]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，术语“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0028]
本实用新型的空气悬浮主轴结构的一个实施例，如图1所示，包括壳体1、以及设置在所述壳体1内的转子组件7、止推轴承6、前轴承2、定子组件4和后轴承3，所述止推轴承6、前轴承2、定子组件4和后轴承3依次设置在转子组件7上，所述壳体1的壳壁内设有进气通道111，所述进气通道111连通所述止推轴承6和所述转子组件7之间的间隙，以减少所述止推轴承6和所述转子组件7之间的机械摩擦，且所述进气通道111分别与所述前轴承2和转子组件7之间的间隙、所述定子组件4和所述转子组件7之间的间隙以及后轴承3和转子组件7之间的间隙连通，以使所述转子组件7旋转时其旋转轴心411悬浮。
[0029]
如图2所示，壳体1包括第一外壳11和第二外壳12，第一外壳11和第二外壳12均为两端开口的空心圆柱体，第二外壳12安装在第一外壳11的前端，第一外壳11的壳壁内设有进气通道111，进气通道111分布在第一外壳11的整个轴向长度上。
[0030]
本实用新型的空气悬浮主轴结构的一个实施例，如图1所示，多段所述次旋转轴心411至少包括五段，所述止推轴承6安装在第二段所述次旋转轴心411上，并夹设在第三段所述次旋转轴心411与设置在所述前盖5之间。
[0031]
具体地，旋转轴心411的外壁面呈阶梯状，且所述旋转轴心411包括多段次旋转轴心411，所述次旋转轴心411沿主轴结构依次连接，且所述旋转轴心411的前端设有前盖5。旋
转轴心411的第一段伸出前盖5，止推轴承6安装在旋转轴心411的第二段上，并夹在前盖5与旋转轴的第三段之间，旋转轴心411的第三段左右分别接触止推轴承6与前轴承2。旋转轴心411的第三段上安装有挡气环51，且挡气环51夹在止推轴承6与第一外壳11之间，前轴承2安装在旋转轴心411的第四段上，定子组件4和后轴承3由前至后安装在旋转轴心411的第五段上。
[0032]
更具体地，定子组件4包括由里至外套在转子组件7上的鼠笼43、线圈42、线圈42冷却套41，第一外壳11的内壁与线圈42冷却套41的外壁之间形成水路槽，所述线圈42缠绕在鼠笼43上。
[0033]
如图1所示，顶杆8的前端伸入旋转轴心411的通孔内，顶杆8的后端安装在气缸组件上，气带动顶杆8向前运动，顶出夹头，顶杆8中心设有通气孔，当主轴在运转时，通过进气接头外接的气流向顶杆8、并向主轴前端喷出气流，换刀时使粉屑无法进入主轴，让主轴内部处于无尘状态，极大提升了主轴寿命。
[0034]
另外，如图3所示，前轴承2的前端具有凸环，所述凸环上设有安装孔21，所述安装孔21内设置有诊断装置，以能够检测主轴的负载异常，通过对主轴的工作状态进行实时监控，当主轴负载异常时，主轴诊断器将检测到的异常数据反馈到系统中，系统对数据及时进行分析并做出判断，从而保护主轴的高效运转。
[0035]
具体地，前轴承2上设有多条第二气路22，第二气路22的进气端口位于前轴承2的前端面上，第二气路22的出气端口位于前轴承2的内壁面上，进气通道111与挡气环51和前轴承2的前端面之间的间隙连通，进气通道111内的空气进入旋转轴心411的第三段和前轴承2的前端面之间的间隙后，再通过第二气路22的进气端口进入第二气路22，再通过第二气路22的出气端口进入前轴承2与旋转轴心411之间的间隙。
[0036]
本实用新型的空气悬浮主轴结构的一个实施例，后轴承3的后轴承3主体的前端套设有前端径向节流塞，所述后轴承3主体的后端套设有后端径向节流塞，所述前端径向节流塞与所述后端径向节流塞均与所述主轴内的气路连通。且前端径向节流塞的两侧分别设有用于放置密封圈的环形槽和，后端径向节流塞的两侧分别设有用于放置密封圈的环形槽和环形槽，前端径向节流塞和后端径向节流塞之间的后轴承3主体上设有水路环槽。
[0037]
本实用新型电主轴工作时，从进气接头通入有压力的空气，空气经过进气通道111后，空气会进入止推轴承6、前轴承2、定子组件4和后轴承3与旋转轴心411之间的间隙内，使得旋转轴心411完全处于悬浮状态而不会与任何配件接触，从而使得转子组件7在转动时不会卡死，提高稳定性。另外在前轴承2的凸环圆周面上安装有主轴诊断器，对主轴的工作状态进行实时监控，当主轴负载异常时，主轴诊断器将检测到的异常数据反馈到系统中，系统对数据及时进行分析并做出判断，从而保护主轴的高效运转，止推轴承6与轴芯采用间隙配合，而前盖5与轴芯、止推轴承6形成迷宫式气路，这样使止推轴承6端面出来的气体在轴芯法兰倒角处形成气腔，使粉尘无法进入主轴内部，从而防止主轴卡死而减短寿命。
[0038]
在本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0039]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种空气悬浮主轴结构，其特征在于，包括壳体、以及设置在所述壳体内的转子组件、止推轴承、前轴承、定子组件和后轴承，所述止推轴承、前轴承、定子组件和后轴承依次设置在转子组件上，所述壳体的壳壁内设有进气通道，所述进气通道连通所述止推轴承和所述转子组件之间的间隙，以减少所述止推轴承和所述转子组件之间的机械摩擦，且所述进气通道分别与所述前轴承和转子组件之间的间隙、所述定子组件和所述转子组件之间的间隙以及后轴承和转子组件之间的间隙连通，以使所述转子组件旋转时其旋转轴心悬浮；所述旋转轴心上设置挡气环，且所述挡气环夹设在所述止推轴承与所述壳体之间；所述旋转轴心的前端设有前盖，所述前盖与轴芯、止推轴承形成迷宫式气路，以使所述止推轴承的端面出来的气体在所述轴芯的法兰倒角处形成气腔，以使粉尘无法进入主轴内部。2.根据权利要求1所述的空气悬浮主轴结构，其特征在于，所述旋转轴心的外壁面呈阶梯状，且所述旋转轴心包括多段次旋转轴心，所述次旋转轴心沿主轴结构依次连接。3.根据权利要求2所述的空气悬浮主轴结构，其特征在于，多段所述次旋转轴心至少包括五段，所述止推轴承安装在第二段所述次旋转轴心上，并夹设在第三段所述次旋转轴心与设置在所述前盖之间。4.根据权利要求2所述的空气悬浮主轴结构，其特征在于，第三段所述旋转轴心上设置所述挡气环。5.根据权利要求1所述的空气悬浮主轴结构，其特征在于，所述前轴承的前端具有凸环，所述凸环上设有安装孔，所述安装孔内设置有诊断装置，以能够检测主轴的负载异常。6.根据权利要求1所述的空气悬浮主轴结构，其特征在于，所述后轴承的后轴承主体的前端套设有前端径向节流塞，所述后轴承主体的后端套设有后端径向节流塞，所述前端径向节流塞与所述后端径向节流塞均与所述主轴内的气路连通。

技术总结
本实用新型涉及机械部件，公开了一种空气悬浮主轴结构，包括壳体、以及设置在所述壳体内的转子组件、止推轴承、前轴承、定子组件和后轴承，止推轴承、前轴承、定子组件和后轴承依次设置在转子组件上，壳体的壳壁内设有进气通道，进气通道连通止推轴承和转子组件之间的间隙，且进气通道分别与前轴承和转子组件之间的间隙、定子组件和所述转子组件之间的间隙以及后轴承和转子组件之间的间隙连通，以使转子组件旋转时其旋转轴心悬浮。本实用新型中的空气经过进气通道与后，空气依次进入止推轴承、前轴承、定子组件和后轴承与旋转轴心之间的间隙内，使得旋转轴心处于悬浮状态以避免转子组件在转动时不会卡死。在转动时不会卡死。在转动时不会卡死。


技术研发人员：伊海日 毛红良 王胜兵 张达
受保护的技术使用者：江苏海拓宾未来工业科技集团有限公司
技术研发日：2022.10.11
技术公布日：2023/7/28