技术领域
[0001] 本
发明属于机械领域，具体涉及一种静压锥体轴承。
背景技术
[0002]
现有技术的转动副大多转动时为
接触状态，转动
精度和效率均不高。
[0003] 采用气体或液体静压技术与锥体结构结合的轴承，是目前提高
主轴旋转精度有效的途径之一。
[0004] 根据气体(空气)或液体(油液)静压技术基本原理，让具有一定压
力的液体或气体介质，分别进入到锥体轴承凹锥面的多个腔室中，通过外有节流器可以调节
流体的压力和流量。由于凹、凸锥面之间有一定的间隙，凸锥浮起，旋转时处于非接触状态，但该锥体轴承的凹锥面及腔室的加工精度要求高，加工成本大。
发明内容
[0005] 本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种对凹锥面及腔室加工精度要求不高，能降低加工成本的静压锥体轴承。
[0006] 本发明提供了一种静压锥体轴承，具有这样的特征，包括
支撑座；以及转动副，包括容纳件和转动件，其中，容纳件具有内凹锥面和外表面，转动件具有与内凹锥面相配的外凸锥面，容纳件还具有多个用于通过流体的通道，通道设置在容纳件的内壁中且贯通内凹锥面和外表面，通道包括设置在内凹锥面上向内凹的第一凹腔和连通第一凹腔和外表面的第一孔道，多个第一凹腔沿至少一个布置平面设置在内凹锥面上，布置平面为垂直于转动件旋
转轴线的平面，支撑座具有与容纳件的外表面相配的支撑座内腔，容纳件设置在支撑座内腔内且与支撑座内腔
过盈配合，支撑座上设置有与第一孔道相连通的至少一个支撑座通道。
[0007] 在本发明提供的静压锥体轴承中，还可以具有这样的特征：其中，第一凹腔的数量至少为3个。
[0008] 另外，在本发明提供的静压锥体轴承中，还可以具有这样的特征：其中，第一凹腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种。
[0009] 另外，在本发明提供的静压锥体轴承中，还可以具有这样的特征：其中，第一凹腔呈柱形。
[0010] 另外，在本发明提供的静压锥体轴承中，还可以具有这样的特征：其中，第一凹腔的内凹的深度为0.5－5mm，第一凹腔的总表面积占内凹锥面总表面积的40－60％。
[0011] 另外，在本发明提供的静压锥体轴承中，还可以具有这样的特征：其中，内凹锥面上还均匀设置有多条隔离槽，隔离槽位于相邻的两个第一凹腔之间，隔离槽的延伸端均交汇于转动构件的
旋转轴线上，隔离槽的槽宽为2－4mm，深度2－5mm。
[0012] 另外，在本发明提供的静压锥体轴承中，还可以具有这样的特征：其中，支撑座通道包括多条外界与第一孔道相连通的第二孔道。
[0013] 另外，在本发明提供的静压锥体轴承中，还可以具有这样的特征：其中，支撑座通道包括至少一个第二孔道以及环槽，环槽沿至少一个布置平面内凹的设置在支撑座内腔表面上且与第一孔道相配，第二孔道的一端与环槽连通，另一端与外界连通。
[0014] 另外，在本发明提供的静压锥体轴承中，还可以具有这样的特征：其中，内凹锥面和外凸锥面的表面均设置有防腐涂层。
[0015] 另外，在本发明提供的静压锥体轴承中，还可以具有这样的特征：其中，转动件的外凸锥面上沿布置平面设置有与第一凹腔相对应的内凹的转动环槽或外凸的转动环带。
[0016] 发明的作用与效果
[0017] 根据本发明所涉及的静压锥体轴承，包括支撑座、容纳件和转动件，其中，容纳件具有内凹锥面和外表面，转动件具有与内凹锥面相配的外凸锥面，容纳件还具有多个用于通过流体的通道，通道设置在容纳件的内壁中且贯通内凹锥面和外表面，通道包括设置在内凹锥面上向内凹的第一凹腔和连通第一凹腔和外表面的第一孔道，多个第一凹腔沿至少一个布置平面设置在内凹锥面上，布置平面为垂直于转动件旋转轴线的平面，支撑座具有与容纳件的外表面相配的支撑座内腔，容纳件设置在支撑座内腔内且与支撑座内腔过盈配合，支撑座上设置有与第一孔道相连通的至少一个支撑座通道。
[0018] 根据本发明所涉及的静压锥体轴承，工作状态时，凹凸锥旋转时互不接触，始终处在气体或液体摩擦状态，这样，凸锥旋转时的旋转中心跳动量与凹凸锥的制造误差没有直接关系，即凸锥跳动量不等于凹凸锥圆度误差量，根据实测，凸锥旋转时的跳动量是凹凸锥圆度误差量的1/5－1/10，相对于静压柱体轴承，静压锥体轴承具有更好的同心配合度，因此采用气体或液体静压技术能提高转动副上转动轴的动态旋转精度达到0.1-1.0μm。
附图说明
[0019] 图1是本发明的
实施例中静压锥体轴承示意图；
[0020] 图2是本发明的实施例中容纳件剖视图；
[0021] 图3是图2中A的放大图；
[0022] 图4是图2中B向视图；
[0023] 图5是本发明的实施例二中静压锥体转动副示意图；
[0024] 图6是图5中C的放大图；以及
[0025] 图7是支撑座的剖面图。
具体实施方式
[0026] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的静压锥体轴承作具体阐述。
[0027] 实施例一
[0028] 如图1所示，静压锥体轴承100包括容纳组件10、转动件20以及支撑座30。
[0029] 本实施例中，容纳组件10为如图2所示的容纳件11，包括内凹锥面111、外表面112、多个通道113以及通孔114。
[0030] 而在有些不需要轴通过的场合，容纳件11可以不设置通孔114。本实施例中，容纳件11在内凹锥面111中心的
水平方向设置有用于轴通过的通孔114，容纳件10采用金属制成。
[0031] 如图2、图3所示，通道113设置在容纳件11的内壁中且贯通内凹锥面111和外表面112，通道113包括设置在内凹锥面111上向内凹的第一凹腔113a和连通第一凹腔113a和外表面112的第一孔道113b，通道113用于通过流体，外部的高压流体通过外表面的第一孔道
113b进入凹锥面111。本实施例中，该流体为液体油。
[0032] 如图2、图4所示，多个第一凹腔113a沿至少一个布置平面设置在内凹锥面111上，布置平面为垂直于转动件20旋转轴线的平面，实施例中，转动件20旋转轴线为水平线，布置平面为两个，第一凹腔113a的数量为16个，每个布置平面上的第一凹腔113a为8个，第一凹腔113a呈柱形，第一凹腔113a腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种，第一凹腔113a的内凹的深度为0.5－5mm，第一凹腔113a的总表面积占内凹柱面总表面积的40－60％。本实施例中，第一凹腔113a腔口的形状为椭圆形，第一凹腔113a内凹的深度为2mm，第一凹腔113a总表面积占内凹锥面111总表面积的45％。
[0033] 如图1所示，转动件20具有外凸锥面21，转动件20的外凸锥面21与内凹锥面111相配，凹、凸锥面之间有一定的间隙，转动件20绕水平线在内凹锥面111内旋转，当外部的高压液体油通过外表面的孔道113b进入凹锥面111时，转动件20浮起，旋转时处于非接触状态。
[0034] 容纳组件10与转动件20之间的配合锥度,根据外部径向
载荷和轴向载荷的大小确定。内凹锥面的锥度为60-150度，外凸锥面的锥度为60-150度。本实例中内凹锥面111的锥度和外凸锥面21的锥度均为90度。
[0035] 实施例中，转动件20在水平方向设置有与通孔114相匹配的用于轴通过的通孔。
[0036] 支撑座30具有与容纳件11的外表面112相配的支撑座内腔，容纳件11设置在支撑座内腔内且与支撑座内腔过盈配合。
[0037] 支撑座30上设置有与第一孔道113b相连通的至少一个支撑座通道31。
[0038] 如图7所示，支撑座通道31包括多个第二孔道311以及环槽312，环槽312沿至少一个布置平面内凹的设置在支撑座内腔表面上且与第一孔道113b相配，第二孔道311的一端与环槽312连通，另一端与外界连通。实施例中，第二孔道311的数量为2个，环槽312的数量为2个。
[0039] 实施例二
[0040] 如图5所示，本实施例其它结构与实施例一相同，不同的是容纳组件10包括容纳件11和多个衬套12。
[0041] 如图5所示，容纳件11包括内凹锥面111、外表面112、多个通道113以及通孔114。
[0042] 而在有些不需要轴通过的场合，容纳件11可以不设置通孔114。本实施例中，容纳件11在内凹锥面111中心的水平方向设置有用于轴通过的通孔114，容纳件11采用金属制成。
[0043] 通道113设置在容纳件11的内壁中且贯通内凹锥面111和外表面112，通道113包括设置在内凹锥面111上内凹的第一凹腔113a和连通第一凹腔113a和外表面112的第一孔道113b，通道113用于通过流体，外部的高压流体通过外表面的第一孔道113b进入凹锥面111。
本实施例中，该流体为液体油。
[0044] 如图6所示，衬套12具有呈柱形的衬套凹腔121，衬套12设置在第一凹腔113a的开口处且衬套凹腔113a的开口朝向内凹锥面111，衬套凹腔121的底部与第一凹腔113a相连通。
[0045] 多个衬套12沿至少一个布置平面设置在内凹锥面111上，布置平面为垂直于转动件20旋转轴线的平面，实施例中，转动件20旋转轴线为水平线，布置平面为两个，衬套12的数量为16个，每个布置平面上的衬套数量为8个。
[0046] 实施例三
[0047] 本实施例其它结构与实施例二相同，不同的是衬套凹腔121口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种。
[0048] 实施例三中衬套凹腔121口的形状为椭圆形。
[0049] 实施例四
[0050] 本实施例其它结构与实施例三相同，不同的是衬套凹腔121的内凹的深度为0.5－5mm，衬套凹腔121总表面积占内凹锥面总表面积的40－60％。
[0051] 实施例四中衬套凹腔121的内凹的深度为2mm，衬套凹腔121总表面积占内凹锥面111总表面积的40％。
[0052] 实施例五
[0053] 本实施例其它结构与实施例四相同，衬套12的顶端面为与内凹锥面吻合的弧形面，不同的是衬套12的顶端面高于内凹锥面111，衬套12的顶端面与内凹锥面11的距离根据承载能力、流体
粘度及衬套尺寸大小等确定。
[0054] 实施例五中，衬套12的顶端面高于内凹锥面11的距离为0.5mm。
[0055] 衬套12轴向剖面可以为阶梯形。
[0056] 实施例六
[0057] 如图6所示，本实施例其它结构与实施例四相同，不同的是衬套12的顶端面为与内凹锥面吻合的弧形面且与内凹锥面相吻合。
[0058] 实施例七
[0059] 本实施例的其它结构与实施例六相同，不同的是衬套12与第一凹腔113a为固定连接。
[0060] 衬套12与第一凹腔113a为固定连接的方式采用粘接或过盈配合，实施例六中衬套12与第一凹腔113a为固定连接的方式采用粘接。
[0061] 实施例八
[0062] 本实施例的其它结构与实施例六相同，不同的是衬套12与第一凹腔113a为可拆卸连接。
[0063] 实施例八中衬套12与第一凹腔113a为固定连接的方式采用螺钉连接。
[0064] 实施例九
[0065] 本实施例的其它结构与实施例八相同，不同的是内凹锥面111上设置有防腐涂层。
[0066] 实施例九中的防腐涂层为纳米陶瓷。
[0067] 实施例十
[0068] 如图4所示，本实施例的其它结构与实施例六相同，不同的是内凹锥面111上还均匀设置有多条隔离槽115，隔离槽115位于相邻的两个第一凹腔113a之间，隔离槽115的延伸端均交汇于转动构件的旋转轴线上，隔离槽14的槽宽为2－4mm，深度2－5mm。
[0069] 实施例十中隔离槽115的槽宽为2.5mm，深度2mm，数量为8条。
[0070] 实施例十一
[0071] 本实施例的其它结构与实施例五相同，不同的是转动构件20的外凸锥面21上沿布置平面设置有两条与衬套凹腔121相对应的内凹的环槽211。
[0072] 实施例十二
[0073] 本实施例的其它结构与实施例五相同，不同的是转动构件20的外凸锥面21上沿布置平面设置有两条与衬套凹腔121相对应的外凸的环带212。
[0074] 实施例十三
[0075] 本实施例的其它结构与实施例十二相同，不同的是支撑座通道31包括多条分别连通第一孔道113b和外界的第二孔道311，但没有环槽312，本实施例中，第二孔道的数量是16个。
[0076] 实施例十四
[0077] 本实施例的其它结构与实施例八相同，不同的是外凸锥面21上设置有防腐涂层。
[0078] 实施例十四中的防腐涂层为防腐漆。
[0079] 实施例的作用与效果
[0080] 根据本实施例所涉及的静压锥体轴承，工作状态时，凸锥旋转时与凹锥面互不接触，始终处在气体或液体摩擦状态，这样，凸锥旋转时的旋转中心跳动量与凹凸锥的制造误差没有直接关系，即凸锥跳动量不等于凹凸锥圆度误差量，根据实测，凸锥旋转时的跳动量是凹凸锥圆度误差量的1/5－1/10，因此采用气体或液体静压技术能提高主轴动态旋转精度。
[0081] 另外，衬套是后设置在内凹锥面上的，衬套凹腔的加工难度要求大大降低，从而提高了衬套凹腔加工的工作效率，降低了加工成本。
[0082] 进一步地，衬套的顶端高于内凹锥面，内凹锥面的加工精度要求不高，具有提高工作效率，降低内凹锥面加工成本的作用。
[0083] 进一步地，衬套与容纳构件为粘结固定连接，具有加工方便的特点。
[0084] 进一步地，转动构件的外凸锥面上沿布置平面设置有与衬套相对应的外凸的环带，对外凸锥面的加工精度要求大大降低，从而提高了工作效率，降低了加工成本。
[0085] 上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
