一种高速电主轴的轴承预紧装置的制作方法

    技术2025-05-15  32


    本发明涉及机床功能部件,具体为一种高速电主轴的轴承预紧装置。


    背景技术:

    1、机床主轴装置主要包括主轴、主轴套以及支撑于主轴和主轴套内腔壁之间的前轴承组和后轴承组,前后轴承组采用角接触球轴承,需要对轴承进行预紧。现有主轴预紧结构基本上是前后轴承固定式预紧,无法控制主轴在高速和低速时运转发热预紧力的变化,按轻预压调整会导致主轴在低速运转时刚性不足,且调高预紧力可能导致主轴高速运转时发热烧坏轴承的风险。


    技术实现思路

    1、针对现有主轴轴承固定式预紧技术无法适应主轴高速和低速运转预紧力的变化的缺陷,本发明提供了一种能根据主轴转速改变预紧力的高速电主轴的轴承预紧装置。

    2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种高速电主轴的轴承预紧装置,所述高速电主轴包括主轴、主轴套、电主轴电机、前轴承组和后轴承组,前轴承组和后轴承组都至少包括一个轴承,前轴承组的轴承内圈固定外套于主轴前端,前轴承组的轴承外圈固定嵌置于所述主轴套的内腔,所述后轴承组的轴承内圈固定外套于所述主轴后端,后轴承组的外圈通过所述轴承预紧装置与所述主轴套后端连接,所述主轴电机容置于所述主轴套的内腔并外套于所述前轴承组和后轴承组之间的主轴上,其特征是,所述轴承预紧装置包括中空的后轴承支座和浮动轴承座,后轴承支座内腔壁和浮动轴承座外周面上都设置有轴向端面,浮动轴承座容置于后轴承支座内腔中,浮动轴承座外周面与后轴承支座内腔壁可轴向滑动式配合,两个所述轴向端面相对,在两个轴向端面之间形成封闭的油腔,后轴承支座上开设有输油通道连通所述油腔,后轴承支座与所述主轴套后端固定连接,所述浮动轴承座与所述后轴承组的轴承外圈固定连接。

    3、作为补充和完善,本发明还包括以下附加技术特征。

    4、所述后轴承支座内腔壁与浮动轴承座外周面之间设置有o型圈, o型圈外套于浮动轴承座并分设于所述油腔两侧。

    5、所述输油通道为开设于所述后轴承支座上的通孔,通孔孔口安装有油管接头,通过油管接头和油管连接压力可调的压力油源。

    6、所述浮动轴承座中空,中空内腔壁上设置轴向端面靠肩,浮动轴承轴外套于所述后轴承组的轴承外圈,轴承外圈一端由该轴向端面靠肩轴向限位,另一端通过固定安装于浮动轴承座端部的轴承压盖轴向限位。

    7、所述前轴承组和后轴承组都由两个角接触球轴承组对,同组的两个轴承采用同向安装并且两个轴承之间通过内隔套和外隔套分隔,外隔套间隙外套于内隔套,轴承内圈与内隔套连接,轴承外圈与外隔套连接;前轴承组和后轴承组采用背对背形式安装。

    8、所述主轴上设置有后轴承靠肩,所述后轴承组的轴承内圈一端由该后轴承组靠肩轴向限位,另一端通过安装于主轴后端的后轴承锁紧螺母轴向限位。

    9、主轴低速运转时,通过输送通道向油腔内注入较高压力的压力油,推动浮动轴承套向后微移,对轴承施加较大的预紧力,使主轴获得很好的运转刚性和切削能力。主轴高速运转后主轴轴承会增加发热,主轴总成各零部件会出现热胀现象,导致轴承预紧力的变化,要保证主轴轴承的正常运转,就需要降低所述油腔内压力油的压力,降低主轴轴承的预紧力来平衡和稳定轴承的温度在一定的范围内。通过油压的变化方法来调节预紧力。油压可以通过数控控制液压系统的分段压力的方法解决。

    10、本发明具备以下有益效果:通过在主轴套后端安装与后轴承组连接并支撑后轴承组的液压驱动结构驱动预压,液压油压力可控调节,结构紧凑,能实现适应主轴转速高、低速转换时轴承预紧力自动调节,使主轴切削刚性强、维护简便、成本低。



    技术特征:

    1.一种高速电主轴的轴承预紧装置,所述高速电主轴包括主轴、主轴套、电主轴电机、前轴承组和后轴承组,前轴承组和后轴承组都至少包括一个轴承,前轴承组的轴承内圈固定外套于主轴前端,前轴承组的轴承外圈固定嵌置于所述主轴套的内腔,所述后轴承组的轴承内圈固定外套于所述主轴后端,后轴承组的外圈通过所述轴承预紧装置与所述主轴套后端连接,所述主轴电机容置于所述主轴套的内腔并外套于所述前轴承组和后轴承组之间的主轴上,其特征在于:所述轴承预紧装置包括中空的后轴承支座和浮动轴承座,后轴承支座内腔壁和浮动轴承座外周面上都设置有轴向端面,浮动轴承座容置于后轴承支座内腔中,浮动轴承座外周面与后轴承支座内腔壁可轴向滑动式配合,两个所述轴向端面相对,在两个轴向端面之间形成封闭的油腔,后轴承支座上开设有输油通道连通所述油腔,后轴承支座与所述主轴套后端固定连接,所述浮动轴承座与所述后轴承组的轴承外圈固定连接。

    2.根据权利要求1所述的一种高速电主轴的轴承预紧装置,其特征在于:所述后轴承支座内腔壁与浮动轴承座外周面之间设置有o型圈, o型圈外套于浮动轴承座并分设于所述油腔两侧。

    3.根据权利要求1所述的一种高速电主轴的轴承预紧装置,其特征在于:所述浮动轴承座中空,中空内腔壁上设置轴向端面靠肩,浮动轴承轴外套于所述后轴承组的轴承外圈,轴承外圈一端由该轴向端面靠肩轴向限位,另一端通过固定安装于浮动轴承座端部的轴承压盖轴向限位。

    4.根据权利要求3所述的一种高速电主轴的轴承预紧装置,其特征在于:所述前轴承组和后轴承组都由两个角接触球轴承组对,同组的两个轴承采用同向安装并且两个轴承之间通过内隔套和外隔套分隔,外隔套间隙外套于内隔套,轴承内圈与内隔套连接,轴承外圈与外隔套连接;前轴承组和后轴承组采用背对背形式安装。

    5.根据权利要求4所述的一种高速电主轴的轴承预紧装置,其特征在于:所述主轴上设置有后轴承靠肩,所述后轴承组的轴承内圈一端由该后轴承组靠肩轴向限位,另一端通过安装于主轴后端的后轴承锁紧螺母轴向限位。


    技术总结
    本发明公开了一种高速电主轴的轴承预紧装置,属于机床功能部件,高速电主轴包括主轴、主轴套、电主轴电机、前轴承组和后轴承组。前轴承组的轴承内圈固定外套于主轴前端,轴承外圈固定嵌置于主轴套内腔。后轴承组的轴承内圈固定外套于主轴后端。轴承预紧装置包括中空的后轴承支座和浮动轴承座,浮动轴承座容置于后轴承支座内腔中形成可轴向滑动式配合,后轴承支座内腔壁和浮动轴承座外周面上都设置有轴向端面,在两个轴向端面之间形成封闭油腔,后轴承支座与主轴套后端固定连接,浮动轴承座与后轴承组的轴承外圈固定连接。后轴承支座上开设有输油通道连通油腔注入压力油,通过压力油压力变化可实现轴承预紧力调整,结构紧凑。

    技术研发人员:张小雨,任正法,石鑫江,何晓峰
    受保护的技术使用者:浙江日发精密机床有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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