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（优秀毕业全套设计）空间凸轮精加工专用磨床主轴箱设计（整套下载）

有上述动静压轴承的工作原理可看到，动静压轴承结构上具有如下的特点与动压轴承相比，具有静压腔。与静压轴承相比，具有足够大的动压滑动面，静压腔个数较少，尺寸较小。可同时具有两套供油系统，且静压系统压力较高。静压腔的个数和配置比较灵活，对不同的场合有更大的适应性。从理论上讲，液体动静压轴承既兼有液体动压的特点也兼有液体静压的特点，又克服了两者的缺点，它利用毛细血管节流器油腔产生定的静压承载能力，克服了动压轴承启动和制动时出现的情况，避免了轴承磨损，从而提高了主轴和轴承的使用寿命及精度保持性轴承的油腔采用浅腔结构，主轴启动后通过动压油楔形成的动压承载能力和静压腔形成的静压承载能力通过动力润滑挤压效应和多腔对置结构有极大地增加了主轴的刚度高压油膜的均化作用和良好的抗震性能保证主轴具有很高的旋转精度和用转平稳性。动静压轴承虽然具有良好的抗振性能，但长期的剧烈振动肯定会影响轴承的使用性能，这种受迫振动干扰力主要来自于上下不平衡旋转零件砂轮皮带轮等所产生的周期变化的惯性力和不均切削是的交变的切削力，通过调整主轴动平衡装置和改进磨削精度和磨削表面质量又不会影响轴承的使用寿命。通过以上的动轴承和静压轴承的结构功能等有缺点的比较，决定对主轴系统采用动静压轴承进行改进。.主轴系统结构形式的选择分析主要结构设计要求动静压主轴系统是由主轴轴承节流器供油系统密封元件驱动装置轴上附件及主轴箱体等组成，其结构设计的主要要求有系统具有足够的动静态刚度及承载能力主轴回转精度高制造装配调整工艺简便，制造成本低稳定性好。包括系统工作可靠，密封可靠，零件变形小等功率消耗小噪声小。在设计主轴系统时，首先根据被磨削零件的工艺要求，提出设计技术指标，进行方案讨论，选择适用的轴承类型，确定合理的机构形式和主要尺寸。对旧机床进行技术改造时，则应参照原机床主轴即壳体的结构状况。在满足使用要求的前提条件下，以少更换零件为宜。动静压轴承的支承问题综合考虑分析加工装配的难易程度，决定采用套筒式安装轴承在主轴满足刚度条件下。套筒的长度和外径，由套筒的最小厚度和主轴的刚度来决定。般在满足主轴刚度条件下取套筒壁厚大于。主轴动静压主轴轴承系统的主轴结构设计的内容和要求与动压轴承系统类同，即其内容包括确定主轴轴颈，跨度等各尺寸及尺寸精度，选自材料及热处理等。其要求为主轴结构尽量简单的，对称性好，材料均质，热变性小等。外圆磨床主轴承受径向载荷和定的轴向载荷，动静压轴承可采用向心推力轴承圆柱平面向心推力轴承圆锥轴承球面轴承和向心轴承与止推轴承的混合使用型，其结构制造主轴的结构要求都较简单，适宜选用。根据轴承形式，即可确定轴的结构尺寸.见零件图轴轴承机床动静压主轴轴承通常仅保留主轴绕其轴线的旋转的自由度，其余个自由度均受轴承约束。向心轴承与推力轴承的混合使用形式可以满足上述要求。供油系统供油系统是动静压轴承系统的关键部件，油泵的压力或流量是轴承承载能力的来源，除要求有足够的流量及压力外，还要求供给轴承的润滑油清洁度高温升抵压力稳定工作可靠等。基本要求有在工作温度范围内，能保证供给所需的压力及流量的润滑油，压力脉动不宜过大，通常为左右能确保润滑油清洁有安全保护措施，以免些偶然因素造成断油而使轴承损坏有利于系统散热或控制温升占地面积不宜过大。供油系统类型的选择与分析动静压轴承的供油方式种类恒压供油恒流量供油考虑实际情况和经济情况，采用恒压供油系统供油。供油系统简图如右图油箱吸油过滤器油泵单向阀粗滤油器精滤油器型压力表压力继电器溢流阀图.供油系统供油系统主要组件的选择.油箱及管道油箱及整个液压回路必须密封良好液压回路须防止空气进入，并须消除储藏空气的地方节流器后面的管通应有足够的刚度，不宜采用塑料橡胶等刚度较差的油管油管必须十分清洁，最好经酸流清除氧化皮等杂物油箱内壁应涂以具有良好耐油性的涂料，并应便于换油和清洗油箱要有足够的容量。油泵动静压轴承供油系统的油泵要求转速平稳，噪声和压力波动小，效率高，寿命长。各种齿轮泵叶片泵及螺杆泵均能满足使用要求。在供油系统具有良好的过滤措施时，以叶片泵最为理想。般油泵的额定输出压力，般油泵的额定输出流量.。油泵额定输出压力与流量系数不宜取得太大。以减少不必要的功率消耗及温升。滤油器滤油器是供油系统中的重要元件，它直接影响轴承的正常工作，引起节流器阻塞，主轴及轴承的磨损甚至损坏等，因此对动静压轴承供油系统中的滤油器有更高的要求，般经过过滤器后，润滑油中杂质的颗粒尺寸小于轴承最小油膜厚度的半。供油系统的过滤器的选择进油滤油器般采用精度的网式滤油器。以防止油泵的堵塞。粗滤油器通常采用线隙式滤油器。以防止精滤油器堵塞但又不引起过大的压力损失，其过滤精度为.左右精滤油器用来保证轴承及节流器的正常工作，般采用纸质滤油器，其过滤精度为，也可采用线隙式滤油器，但在其外层包层绸布，也有良好的过滤作用。压力继电器及压力表压力继电器应使油泵建立定压力后才允许启动主轴，在运转过程中油泵压力下降到定程度时自行停车，以保护轴承不致损坏。压力继电器通常设置在节流器前的管道上，如有特殊需要亦可在每个油腔装置个压力继电器，但必须严格防止漏油，消除贮藏空气的地方容积应尽量小。压力表用以指示供油压力或油腔压力，与压力继电器相同，压力表装置在节流器前的管道上，应尽量少装指示油腔压力的压力表的。润滑油静压轴承系统使用的润滑油，除应具有良好的抗氧化性抗气泡性外，特别要求润滑油清洁无杂质。基本上现有各类牌号的高速机油主轴油和防锈机械油均能满足使用要求。密封动静压主轴轴承系统要求有良好的密封措施，以防外界异物入侵及内部润滑油泄出，密封元件的选择原则与强迫润滑动压轴承类同，般情况下使用接触式密封元件。常用骨架式密封圈。对于卧轴结构，当油面低于主轴的情况，可用各种非接触密封形式，常用味螺旋槽密封，其中以两段旋向相反的螺旋槽分别起到防尘及防渗的形式最广。根据以上原则，采用螺旋槽密封的端盖。端盖与套筒接触外无移动要求，可使用密封圈进行密封。驱动装置驱动装置采用原外圆磨床的原有装置，为了使主轴系统能与驱动装置相配合，主轴上部分均采用原有结构，这样便于保证装配要求。主轴箱体及主轴附件的设计主轴采用套筒式是为了便于装配和互换。采用套筒式比直接把主轴及轴承安装在机床上时经济得多。主轴附件设计包括调节垫圈前后端盖等元件的设计。对于这些元件的设计，应尽量使其对成均质并经严格的动平衡实验。动静压轴承的有关参数选择及计算已知条件主轴转速泵供油压力说明本次设计采用圆台内部节流的形式，这种节流具制造简单，反应灵敏，不易堵塞等优点。另外，即使同种节流形式，轴承结构不样时，其性能差别较大。本次设计搞了两套方案，涉及三种轴承的结构形式见图纸，种是轴向单腔单节流器，种是轴向双腔双节流器，另种是轴向双腔双节流器。不同的结构形式，具有不同的优缺点，显然单腔单节流器结构简单，制造容易。单腔双节流器具有不易堵塞，可靠度很高的优点，同时结构更复杂了些，第三种结构具有第二种结构的优点，同时还可以抗轴向倾覆力矩减小扰度，提高主轴精度。其它静态特性等须计算完毕后，再给予分析和说明，由于篇幅有限，下面仅对第二种结构为例说明计算过程。.前轴承结构图.前轴承结构示意图选择计算有关前轴参数轴承内径根据主轴尺寸，即可确定轴承内径轴承长度根据经验，轴承长度应满足条件取前长径比.在内，满足要求。油膜厚度，且轴转速较高根据经验取取.节流比径向轴承采用缝隙节流，截流比般取取.封油面的宽度.﹥，取粘度封油面面积.油腔面积.摩擦面积.查机床手册选取动力粘度为.的四号主轴油轴承选型轴向单腔双节流器，油腔的各尺寸清见零件图。节流器的选型采用内部节流器腔形选用矩形腔形由结构设计得.计算油膜不均匀系数计算支承流量系数有效面积计算油膜刚度无量纲刚度图.单腔内部节流无量纲刚度图.为单腔内部节流在不同节流比下的无量纲油膜刚度与偏心率的关系曲线图。