数控机床用回转工作台复合式旋转支承装置设计

原文出处:
Inventor 何卫周呜群
Original Assignee 杭州机床集团有限公司 
Priority date 2008-03-31
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现有机床设备圆工作台旋转支承结构形式有多种，有轴向和径向均采用滚动轴承 支承，这种形式的圆工作台虽结构简单，但承重小，使用寿命短 ；还有轴向为滑动支承，径向 是滚动轴承的结构形式，其运动精度低，但承重大 ；有轴向和径向都采用静压轴承支承，使 用寿命长，但结构较大，制造成本高，这些支承形式有各自的特点和适用的场合。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3379.html

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分析静压技术支承形式，承受机床圆工作台轴向力的有采用静压导轨技术，目前 比较常见的是采用开式静压导轨结构，这种结构只有单面油膜支承，其刚性不及有双面油 膜的闭式静压导轨。而闭式静压导轨现在常见的只是用于直线形式的导轨上 ；径向采用静 压轴承支承比较多，从静压支承理论上分析，现有这种技术结构对细微的载荷变化不敏感， 会产生工件误差的复印现象，微量变化时刚性不及滚动轴承。与径向采用滚动轴承结构相 比，制造成本和维护成本高，且结构体积大。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3379.html

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在滚动轴承使用上，轴向和径向均采用滚动轴承，一般结构都是使用球轴承 ；有径 向单独采用滚动轴承，轴向为滑动导轨的机床圆工作台，其滚动轴承也是采用球轴承或球 轴承与其他轴承的组合，这类结构形式的支承刚性都不适应精密机床高刚性的要求。

数控机床用回转工作台复合式旋转支承装置设计

工作台，轴向静压支承构件，旋转主轴，滚动轴承，其特征在于 ：旋转主轴的上部安装 有承受轴向载荷的轴向平面环形闭式静压圆导轨支承，旋转主轴的中部安装有承受径向载 荷的滚动轴承，请关注卫星 solidworks教程网 二者构成静压与滚动复合式旋转支承 ；闭式静压圆导轨支承由上压环， 安装在上压环下面的中隔环，安装在中隔环下面的下体壳连成一体，导轨支承在与旋 转主轴相对应的承压面上设有油腔。中隔环是一个环形体，有上、下二个相互平行的平面，平 面与环形体的中轴线垂直，并与上压环的上密封结合面、下体壳的下密封结合面组成上、下 密封结合面 ；中隔环内孔有卸荷回油槽一。

下体壳大端外侧的承压面上设有若干个油腔一，油腔一分别 与静压油路孔一相通 ；油腔一周边是下油膜承载面，其余外侧承压面是下密封结合面，下油 膜承载面与下密封结合面在同一平面上，中间设有分隔槽 ；静压油路孔一与静压供油 系统进油管路相连接。下体壳的内肩孔内安装有滚动轴承，内肩孔与下油膜承载面 相垂直，且与下部安装回转工作台驱动机构的通孔同轴。下体壳以外径定心，采用螺栓与机床床身连接，下体壳的卸荷回油 孔与床身上静压供油系统回油管路相通。上压环是一个有上、下二个平行平面的环形体，环形体外径与中隔 环外径相适应，内孔有卸荷回油槽，下端面上设有若干个油腔二，油腔二分别与静压油 路孔二相通，油腔周边是上油膜承载面，其余下端面是上密封结合面，上油膜承载面与上密 封面在同一平面上，静压油路孔二与静压供油系统进油管路相连接。旋转主轴顶部设有定心套，通过定心套与工作台相连接 ；在工作台 与旋转主轴之间设有若干轴向连接孔，采用螺栓将旋转主轴与工作台固定 ；旋转主轴 底部装有与圆工作台旋转驱动机构相连接的联轴节。 闭式静压圆导轨的静压供油系统工作压力为 15-80bar。 滚动轴承是承受径向载荷的圆柱滚子滚动轴承，或滚动轴承的等 效组合。

效果是

机床圆工作台旋转支承结构，轴向采用平面环形闭式静压 导轨和径向采用圆柱滚子滚动轴承的复合支承装置，替代全滚动轴承或滑动导轨与滚动轴 承的形式，具有承重力大，运动精度高，使用寿命长的优点 ；相比于轴向、径向全静压支承形 式，其优点在于旋转主轴短，结构简单紧凑，维修方便，制造和使用成本低 ；闭式静压圆导轨 具有二面油膜支承，相对于开式单面油膜支承的静压圆导轨，有其更大的承载刚性。