一种具有浮动轴套的回转轴系

技术领域

本发明涉及一种具有浮动轴套的回转轴系。

背景技术

空气静压轴承因其无摩擦、无污染、可实现高速运动而广泛应用于精密加工装备和检测场合。然而，由于气体的可压缩性，空气轴承的刚度低，抗外界扰动能力弱，进而影响了其在超高精度场合的使用性能。

现有空气轴承刚度低，应用场景受限，为提高轴向刚度往往采用增加轴向止推板尺寸的方案，导致回转惯量大，控制困难且难以实现高转速等问题。

有鉴于此，有必要对现有的回转轴系予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有浮动轴套的回转轴系，以解决。

为实现上述目的，本发明提供一种具有浮动轴套的回转轴系，所述具有浮动轴套的回转轴系包括转动轴、设置在所述转动轴一端的止推板、套设在所述转动轴外部的浮动轴套、沿轴向设置在所述浮动轴套外侧且环绕所述浮动轴套设置的垫块、止推垫环，所述转动轴包括轴体和设置在所述轴体远离所述止推板一侧的底座，所述浮动轴套套设在所述轴体上，所述浮动轴套包括靠近所述轴体的第一浮动部、自所述第一浮动部朝向所述轴体径向方向延伸的第二浮动部，所述第一浮动部与所述止推板、所述底座和所述轴体间隔设置，所述垫块与所述第二浮动部间隔设置，所述止推垫环的数量为两个，分别设置在所述第二浮动部的上部和下部，所述止推垫环包括与所述垫块抵持的第一部分、设置在所述第二浮动部和所述止推板或所述底座之间的第二部分，所述第二部分与所述第二浮动部、所述止推板、所述底座之间的均间隔设置，所述垫块上开设有沿径向设置的进气口，所述止推垫环上开设有沿径向设置的出气口，所述进气口和所述出气口相连通，所述浮动轴套上开设有通气口，所述通气口贯穿所述第一浮动部和第二浮动部。

作为本发明的进一步改进，所述第二浮动部和所述垫块的中心的高度相同。

作为本发明的进一步改进，所述第二部分包括自靠近所述第一浮动部的一侧朝向所述第二浮动部方向延伸的节流部，所述节流部与所述第二浮动部间隔设置以形成第一节流间隙。

作为本发明的进一步改进，所述第二部分与所述所述止推板及所述底座之间间隔设置，且间隔距离小于所述第一浮动部与所述止推板及所述底座之间的间隙以形成第二节流间隙。

作为本发明的进一步改进，所述进气口通过第二节流间隙与所述出气口连通。

作为本发明的进一步改进，所述止推垫环与所述第一浮动部之间设有密封圈，所述密封圈设置在所述出气口远离所述第二浮动部的一侧。

作为本发明的进一步改进，所述第一浮动部和第二浮动部连接处设有加工倒角。

作为本发明的进一步改进，所述底座和所述止推板的直径相同。

作为本发明的进一步改进，所述具有浮动轴套的回转轴系包括设置在中部的定轴，所述转动轴绕所述定轴转动。

作为本发明的进一步改进，所述止推板与所述轴体通过螺丝固定连接。

本发明的有益效果是：本发明的具有浮动轴套的回转轴系，可以在不增加尺寸的情况下增轴向的刚度，进而克服空气轴承刚度低的缺点，扩大了空气轴承的应用场景，且结构简单，易于组装，成本低廉。

附图说明

图1是本发明的具有浮动轴套的回转轴系的透视图；

图2是本发明的具有浮动轴套的回转轴系的剖面结构示意图；

图3是图2中区域A的放大结构示意图；

图4是图2中区域B的放大结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1至图4所示，本发明的具有浮动轴套的回转轴系100包括转动轴1、设置在所述转动轴1一端的止推板2、套设在所述转动轴1外部的浮动轴套3、沿轴向设置在所述浮动轴套3外侧且环绕所述浮动轴套3设置的垫块4、止推垫环5、定轴6。

所述转动轴1包括轴体11和设置在所述轴体11远离所述止推板2一侧的底座12。

所述止推板2与所述轴体11通过螺丝7固定连接，所述底座12和所述止推板2的直径相同，而所述轴体11的直径小于所述止推板2和所述底座12的直径。

在其他实施例中，所述止推板2的直径也可以小于所述底座12的直径，但是所述止推板2和所述底座12的直径，应当大于所述轴体11的直径，以便于安装浮动轴套3。

所述转动轴1绕所述定轴6转动，具体为，所述定轴6沿着轴向贯穿所述转动轴1和所述止推板2，从而使得所述转动轴1可以绕定轴6进行转动。

所述浮动轴套3套设在所述轴体11上。所述浮动轴套3包括靠近所述轴体11的第一浮动部31、自所述第一浮动部31朝向所述轴体11径向方向延伸的第二浮动部32，所述第二浮动部32设置在所述第一浮动部31的中部，所述第一浮动部31与所述止推板2、所述底座12和所述轴体11间隔设置。所述浮动轴套3上开设有通气口33，所述通气口33贯穿所述第一浮动部31和第二浮动部32。所述第一浮动部31和第二浮动部32连接处设有加工倒角34，以使得所述浮动轴套3更易于加工。

设定所述第一浮动部31与止推板2之间的间隔距离为h0，与所述底座12之间的距离为h3。

所述垫块4沿轴向方向的高度高于所述第二浮动部32，且与所述第二浮动部32间隔设置。所述第二浮动部32和所述垫块4的中心的高度相同，从而使得所述垫块4的上端高于所述第二浮动部32，下端低于所述第二浮动部32。

所述垫块4上开设有沿径向设置的进气口41。所述进气口41沿径向贯穿所述垫块4，以供空气进入。

所述止推垫环5的数量为两个，分别设置在所述第二浮动部32的上部和下部，所述止推垫环5包括与所述垫块4抵持的第一部分51、设置在所述第二浮动部32和所述止推板2或所述底座12之间的第二部分52，所述第二部分52与所述第二浮动部32、所述止推板2、所述底座12之间的均间隔设置。所述止推垫环5上开设有沿径向设置的出气口53。

所述第二部分52包括自靠近所述第一浮动部31的一侧朝向所述第二浮动部32方向延伸的节流部54，所述节流部54与所述第二浮动部32间隔设置以形成第一节流间隙。设定所述第二部分52自远离所述第一浮动部31的一侧与所述第二浮动部32上方的距离为h1，上方的所述第一节流间隙为h11，所述第二部分52自远离所述第一浮动部31的一侧与所述第二浮动部32下方的距离为h2，下方的所述第一节流间隙为h21。

所述第二部分52与所述所述止推板2及所述底座12之间间隔设置，且间隔距离小于所述第一浮动部31与所述止推板2及所述底座12之间的间隙以形成第二节流间隙。设定上方的第二节流间隙为h01，设定在下方的第二节流间隙为h31。

所述进气口41和所述出气口53相连通。进一步的，所述进气口41通过第二节流间隙与所述出气口53连通。

通过设置第一节流间隙和第二节流间隙，从而使得所述具有浮动轴套的回转轴系100易于加工，且稳定性更好。

所述止推垫环5与所述第一浮动部31之间设有密封圈8，所述密封圈8设置在所述出气口53远离所述第二浮动部32的一侧。

空气的流向如下：空气自进气口41进入，一部分经过垫块4与所述第二浮动部32之间的间隙，上方穿过h1和h11，下方穿过h2和h21，再通过第二部分52与所述第一浮动部31之间的间隙，进入出气口53，最后排出；另一部份空气进入通气口33，然后自第一浮动部31与所述轴体11之间的间隙穿过，上方的空气依次经过h0和h01然后排出，下方的空气依次经过h3和h31后排出。

所能达到的效果如下：当所述具有浮动轴套的回转轴系100收到向下的负载的时候，所述止推板2和转动轴1下移一定的距离，此时h01和h0变小，所对应的气膜力，F01和F0变大；由于F0变大，此时浮动轴套3将会下移，导致h1和h11变大，h2和h22，h3和和h33变小；由于h33变小，此时浮动轴套3受到的力F33将会增加，使浮动轴套3上移，导致h0进一步减小，F0进一步增大，直至F0能够平衡外载荷。通过合理的设计可以使浮动轴套3的移动完全平衡外载荷，此时，h01几乎不发生变化，也就说明主轴在轴向上具有无限的刚度。

另外本发明的具有浮动轴套的回转轴系100安装简单，提供穿有定轴6的转动轴1，依次放下下方的止推板2、浮动轴套3、垫块4、上方的止推板2，然后将止推板2和转动轴1通过螺丝7固定，即加工完成，安装十分便捷。

本发明的具有浮动轴套的回转轴系100，可以在不增加尺寸的情况下增轴向的刚度，进而克服空气轴承刚度低的缺点，扩大了空气轴承的应用场景，且结构简单，易于组装，成本低廉。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。