專利名稱：高旋轉精度的空氣軸承高速動力頭的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種動力轉動工具，涉及以空氣軸承為支承的轉動軸結構。
背景技術：
用電機驅動主軸旋轉的高速動力頭，其轉動主軸以軸承作為轉動支承，目前一些高速的動力頭采用空氣軸承作轉動支承，具有速度高、精度高、噪音少、振動少、耗能少、無污染、壽命長的優點。CN2456887公開了一種大功率氣靜壓軸承電主軸的設計，其結構是在主軸前端頸部裝一個與主軸頸長度相等的空氣軸承作支承，而其電機的轉子的尾部無軸承支承(即主軸的尾部無軸承支承)，這種結構存在的缺點是主軸在高頻電機拉動高速旋轉時由于其尾部沒有軸承支承會產生晃動，由于主軸晃動而使軸承和主軸之間產生磨擦可引起抱軸現象(抱軸即是自動剎車不能繼續旋轉)，這將大大影響其工作的安全性，也影響主軸旋轉的穩定性和精度。此外，現有的公開的作為電主軸支承的空氣軸承的結構(如CN2456887、CN2222037所公開的結構)，是采用多條環形坑槽作為氣體通道，在環形坑槽上設置一排節流孔，外部加壓氣體經過作為氣體通道的多條環形坑槽流入節流孔，進入軸承與主軸之間的氣隙形成具有支承載荷能力的氣膜，這種結構方式的缺點是流阻較大，氣壓受損失，對軸承的承載力、剛度產生不良影響。
發明內容
本實用新型的目的是提出一種能避免上述現有技術存在的問題，能實現高速、高旋轉精度，可靠穩定運轉的空氣軸承高速動力頭新設計。
為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案本高穩定空氣軸承高速動力頭，具有一根旋轉主軸，直接由高速變頻電機驅動，該主軸由前、后兩個空氣軸承支承，前軸承位于高速變頻電機的前端，該軸承殼體中設有環形氣腔，在環形氣腔底部設有多個節流孔通向軸承與旋轉主軸之間的氣隙，在旋轉主軸的前端設有止推環；所說的后軸承位于高速變頻電機的后端，該軸承殼體中設有環形氣腔，在環形氣腔底部設有多個節流孔通向軸承與旋轉主軸之間的氣隙。
本實用新型的旋轉主軸采用變頻電機驅動，主軸的前后由兩個空氣軸承支承，解決了主軸在高速下穩定旋轉的問題；在空氣軸承的結構上，采用了環形氣腔的結構，外部加壓氣體通過環形氣腔流入節流孔進入軸承與主軸之間的氣隙形成具有支承載荷能力的氣膜，大大降低了流阻，使氣壓更穩定，電主軸的磨擦損耗降低，承載力、剛性大大增強，旋轉精度大大提高，能實現高達6～12萬轉/分的高速旋轉。
由于前軸承長度一般較長，為使在軸承上殼體中形成的環形氣腔不致于影響軸承自身的機械強度，在前軸承殼體中沿著旋轉主軸所設置的環形氣腔可以分隔成2～3個，氣腔之間通過氣槽(53)相通。
圖1為本實用新型實施例的結構剖視圖；圖2為圖1的A-A向剖視圖；圖中，1為主軸，2為止推環，3為前端蓋，4為調整環，5為前軸承，6為進氣槽，7為定子，8為轉子，9為后軸承，10為后端蓋，11為固定螺釘，12為冷卻水進出水管接頭，13為排氣孔，14為進氣管接頭，51為前軸承的環形氣腔，52為前軸承的節流孔，53為氣槽，91為后軸承的環形氣腔，92為后軸承的節流孔。
具體實施方式
如附圖所示，本空氣軸承高速動力頭包括一變頻電機和由變頻電機驅動的主軸1，7、8分別為變頻電機的定子和轉子，主軸1由前空氣軸承5和后空氣軸承9支承；前空氣軸承5的殼體上具有兩個環形氣腔51，這兩個環形氣腔之間有氣槽53連通，每個環形氣腔51的底部開有3個環形槽，每個環形槽均布8個節流孔52，外部加壓氣體由進氣管接頭14經進氣槽6輸入環形氣腔51再經節流孔52進入前空氣軸承與主軸之間的氣隙；后空氣軸承9的殼體上具有一個環形氣腔91，該環形氣腔的底部開有2個環形槽，每個環形槽均布8個節流孔92，有外部加壓氣體(圖中未示出氣體流道)輸入環形氣腔91再經節流孔92進入后空氣軸承與主軸之間的氣隙；在主軸1的前端設有止推環2，止推環上有節流孔，形成軸向止推軸承，用于限制主軸的軸向串動；前端蓋3用于將止推環固定在前空氣軸承5的前端；調節環4用于調整軸承的間隙；12為變頻電機的水冷卻進出水接頭。
權利要求1.一種高旋轉精度的空氣軸承高速動力頭，具有一根直接由高速變頻電機驅動的旋轉主軸(1)，其特征在于該主軸由前、后兩個空氣軸承(5、9)支承，前軸承(5)位于高速變頻電機的前端，該軸承殼體中設有環形氣腔(51)，在環形氣腔底部設有多個節流孔(52)通向軸承與旋轉主軸之間的氣隙，在旋轉主軸的前端設有止推環(2)；所說的后軸承(9)位于高速變頻電機的后端，該軸承殼體中設有環形氣腔(91)，在環形氣腔底部設有多個節流孔(92)通向軸承與旋轉主軸之間的氣隙。
2.根據權利要求1所述的高旋轉精度的空氣軸承高速動力頭，其特征在于所說的前軸承殼體中沿著旋轉主軸設置2～3個環形氣腔(51)，氣腔之間通過氣槽(53)相通。
專利摘要一種高旋轉精度的空氣軸承高速動力頭，具有一根旋轉主軸，直接由高速變頻電機驅動，該主軸由前、后兩個空氣軸承支承，前軸承位于高速變頻電機的前端，該軸承殼體中設有環形氣腔，在環形氣腔底部設有多個節流孔通向軸承與旋轉主軸之間的氣隙，在旋轉主軸的前端設有止推環；所說的后軸承位于高速變頻電機的后端，該軸承殼體中設有環形氣腔，在環形氣腔底部設有多個節流孔通向軸承與旋轉主軸之間的氣隙。本動力頭具有高速、高旋轉精度，承載力、剛性大，運轉可靠穩定的優點。
文檔編號F16C35/08GK2561994SQ0222556
公開日2003年7月23日 申請日期2002年2月1日 優先權日2002年2月1日
發明者龍廷江 申請人:張浩元