專利名稱：高精度高剛度封閉式流體靜壓/動靜壓回轉(zhuǎn)工作臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動化機(jī)械設(shè)備的高精度高剛度重載回轉(zhuǎn)工作臺， 具體涉及一種精密機(jī)床或其它自動化機(jī)械裝備所需承載的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺。
背景技術(shù)：
與本申請相關(guān)的回轉(zhuǎn)臺技術(shù)，用于中小型精密金屬切削機(jī)床及航海、航 天、大型飛機(jī)、大型發(fā)電設(shè)備制造中所需的高精度、高剛度、重載大型技術(shù) 裝備，及其它利用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺承載的機(jī)械自動化裝備，尤其是高精度立式車床、 立式磨床、拒臺磨床、臥式鏜銑床等精密母機(jī)以及直接應(yīng)用特大型高剛度高 精度重載回轉(zhuǎn)工作臺的技術(shù)裝備。
在輕載高精度回轉(zhuǎn)工作臺中， 一般是敞開式靜壓/動靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)或單個 軸向和徑向流體靜壓/動靜壓軸承，精度低、剛度低、承載能力差。嚴(yán)重制約 了流體靜壓/動靜壓軸承回轉(zhuǎn)工作臺的應(yīng)用。在很多要求重載、高精度、高剛 度的技術(shù)裝備領(lǐng)域，不得不采用大型或特大型滾動軸承作為回轉(zhuǎn)工作臺的支 撐，但滾動軸承由于存在很大的機(jī)械摩擦力，發(fā)熱易磨損，精度差、精度保
持性也差、使用壽命短，而且價格昂貴；有部分中型裝備在中等承載的情況 下，使用了傳統(tǒng)的靜壓/動靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)或單個軸向和徑向流體靜壓/動靜壓軸 承。
所謂敞開式，是指受靜壓/動靜壓流體作用的運(yùn)動部件在另一相反方向上 不再有靜壓/動靜壓流體作用于該運(yùn)動部件本身，即在運(yùn)動部件的慣性平衡力 系中，不再有另一流體靜壓/動靜壓作用力存在。與對運(yùn)動部件起支撐作用的 流體靜壓/動靜壓作用力相平衡的力，是運(yùn)動部件本身的慣性重力或其它作用 力或二者之和。
而對于單個軸向和徑向流體靜壓/動靜壓軸承或在軸向上單個封閉式靜壓/動靜壓結(jié)構(gòu)軸承，由靜壓/動靜壓的原理可知，負(fù)載變化時，導(dǎo)致游隙變化， 單側(cè)壓力腔的壓力反饋?zhàn)饔玫哪芰晚憫?yīng)速度是很有限的，從而決定了軸承
的剛度有限；在負(fù)載過大時，甚至導(dǎo)致軸承副發(fā)生干摩^^而出現(xiàn)瞬間高溫， 導(dǎo)致軸承副熔化、燒壞抱死。所以與前述敞開式流體靜壓/動靜壓結(jié)構(gòu)一樣， 剛度低；都不能進(jìn)行強(qiáng)力切削和磨削，也就不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)所要求的高 精度、高剛度、重載等要求，使得整個裝備喪失了高效生產(chǎn)能力。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對上述回轉(zhuǎn)工作臺技術(shù)的不足，提供一種高精度 高剛度封閉式流體靜壓/動靜壓回轉(zhuǎn)工作臺。精度高，剛度強(qiáng)，無磨損、承載 能力可以成倍數(shù)增加；各個流體靜壓/動靜壓軸承設(shè)計在工作臺內(nèi)部，成完全 封閉形式。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是高精度高剛度流體靜壓/動 靜壓回轉(zhuǎn)工作臺包括底座、工作臺和驅(qū)動連接軸，驅(qū)動連接軸軸向安裝有多 個軸向承載靜壓/動靜壓軸承和徑向靜壓/動靜壓軸承，通過沿軸向設(shè)置的多個 回轉(zhuǎn)環(huán)和軸承導(dǎo)軌固定，多個軸向承載靜壓/動靜壓軸承共設(shè)或單設(shè)平衡靜壓/ 動靜壓軸承平衡設(shè)置，軸向呈疊加的多個軸承的運(yùn)動副同步轉(zhuǎn)動連接，固定 副直接或間接地和工作臺底座連接在一起；徑向承載的流體靜壓/動靜壓軸承 副中，做相對運(yùn)動的滑動副都與軸向承載軸承座相對運(yùn)動的軸承副成剛性連 接成一體同步運(yùn)動連接，相對靜止的軸承副直接或間接地與工作臺底座固定 一體；每個軸承的滑動副其相對靜止的滑動面上有帶流體入口的油腔。
上述多個徑向軸承呈軸向串聯(lián)連接或徑向并聯(lián)疊加或混合疊加布置。
上述回轉(zhuǎn)工作臺面上固定有電^f茲吸盤。
與現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)工作臺相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在相同的流體壓力和壓力腔 面積的情況下設(shè)計的軸向或徑向靜壓/動靜壓軸承的疊加個數(shù)，則是工作臺 承載能力的提高倍數(shù)。多個軸向承載靜壓/動靜壓軸承和徑向承載靜壓/動靜壓 軸承，有平衡靜壓/動靜壓軸承構(gòu)成封閉力系結(jié)構(gòu)；每一個流體軸承不管是在回轉(zhuǎn)工作臺的軸向還是徑向，均百多個承孰的流體軸承；每個徑向流體軸承 副本身構(gòu)成封閉力系結(jié)構(gòu)；在軸向各承載流體軸承也構(gòu)成封閉力系結(jié)構(gòu)。在 回轉(zhuǎn)工作臺流體壓力相同、體積基本等同的情況下，其軸向、徑向剛度和承 載能力成倍提高，提高的倍數(shù)正比于承載的軸承個數(shù)，設(shè)計方便，制造簡單， 成本低；同時具有高精度、無磨損。是高精度金屬切削機(jī)床裝備的關(guān)鍵功能 部件，尤其是大型和特大型重型裝備的關(guān)鍵技術(shù)功能部件，替代價格昂貴且 使用壽命有限的滾動軸承回轉(zhuǎn)工作臺。另外，多個承載作用的流體靜壓/動靜 壓軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在相同的剛度及承載要求條件下，可以大大縮小零部件 體積和重量，成本低可靠性高，是航海、航天、大型飛機(jī)等要求高精度、高 剛度、重載的精密制造裝備中的關(guān)鍵技術(shù)功能部件。
以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型回轉(zhuǎn)工作臺的軸剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的俯視圖。
附圖標(biāo)號說明l-轉(zhuǎn)臺驅(qū)動部分；2-外底座；3-徑向靜壓/動靜壓導(dǎo)軌；4-驅(qū) 動連接軸；5-軸向承載靜壓/動靜壓軸承；6-回轉(zhuǎn)環(huán)；7-軸向平衡靜壓/動靜 壓軸承；8-徑向靜壓/動靜壓導(dǎo)軌；9-軸向承載靜壓/動靜壓軸承；10-徑向承 載靜壓/動靜壓軸承；12-軸向平衡靜壓/動靜壓軸承；13-回轉(zhuǎn)環(huán)；14 -徑向 承載靜壓/動靜壓軸承；15-回轉(zhuǎn)環(huán)；16-徑向承載靜壓/動靜壓軸承；18-電纜 支撐軸承；19-電i茲吸盤或其他卡具體；20-工作臺；21-密封環(huán)；22-螺釘； 23-徑向承載靜壓/動靜壓導(dǎo)軌；24-螺釘及錐銷；25-螺釘及錐銷；26-流體入 口； 27-鎖緊螺4丁； 28-流體出口； 29-轉(zhuǎn)臺安裝可調(diào)鎖緊副；30-電纜。
具體實(shí)施方式
參見圖l所示，圖l是本實(shí)用新型最優(yōu)選實(shí)施方式，高精度高剛度封閉式 流體靜壓/動靜壓回轉(zhuǎn)工作臺，包括轉(zhuǎn)臺驅(qū)動部分l、外底座2、徑向靜壓/ 動靜壓導(dǎo)軌3、 8及23、驅(qū)動連接軸4、軸向承載靜壓/動靜壓軸承5和9、軸向平
5衡軸承7和12、回轉(zhuǎn)環(huán)6和13及15、徑向靜壓/動靜壓軸承10和14及16 、電纜支 撐軸7^J8、電磁吸盤或其它卡具體19、工作臺20、密封環(huán)21、連接的螺釘及 定位銷22和24及25與27、靜壓/動靜壓流體入口26、流體出口28、工作臺可調(diào) 鎖緊副29、電纜30。
回轉(zhuǎn)工作臺驅(qū)動部分1可以是電機(jī)直聯(lián)，也可以通過渦輪蝸桿聯(lián)接到驅(qū) 動聯(lián)接軸4上，聯(lián)接的方式也可以通過螺釘或?qū)ｉT的聯(lián)軸節(jié)。底座2通過可 調(diào)鎖緊副固定在該回轉(zhuǎn)工作臺的安裝部件上。徑向靜壓/動靜壓導(dǎo)軌3固定在 底座2中心定位孔上，并通過螺釘鎖緊?；剞D(zhuǎn)環(huán)6分別與底座2上的一個環(huán) 形面和徑向靜壓/動靜壓導(dǎo)軌8的下端面構(gòu)成軸向靜壓/動靜壓軸承5和軸向平 衡靜壓/動靜壓軸承7的兩個滑動面；徑向靜壓/動靜壓導(dǎo)軌8的內(nèi)環(huán)面和上端 面分別與回轉(zhuǎn)環(huán)5的外圓柱面和回轉(zhuǎn)環(huán)13的下端面構(gòu)成徑向承載靜壓/動靜壓 軸承14和軸向靜壓/動靜壓軸承9的兩個滑動面；徑向靜壓/動靜壓導(dǎo)軌23的 內(nèi)圓柱面魚與回轉(zhuǎn)環(huán)13的一個外圓柱面構(gòu)成徑向承載靜壓/動靜壓軸承10的 兩個滑動面；滑動環(huán)13或滑動環(huán)15的內(nèi)圓柱面又與徑向靜壓/動靜壓導(dǎo)軌3 的外圓柱面構(gòu)成徑向靜壓/動靜壓軸承的兩個滑動面；徑向靜壓/動靜壓導(dǎo)軌8 及23依次通過螺釘和定位銷安裝定位在底座2上面；回轉(zhuǎn)環(huán)6、 13、 15通過 螺釘聯(lián)接在一起；上述各個構(gòu)成流體潤滑、做相對滑動的滑動副中，相對靜 止的滑動面上均設(shè)計有相應(yīng)的靜壓/動靜壓油腔，各油腔均有各自的流體入口 ， 如流體入口 27。
壽i向靜壓/動靜壓軸承5與軸向靜壓/動靜壓軸承9成并聯(lián)疊加方式；軸向 平衡靜壓/動靜壓軸承7與軸向平衡靜壓/動靜壓軸承12亦設(shè)計成并聯(lián)疊加方 式；軸向靜壓/動靜壓軸承5、 9與軸向平衡靜壓/動靜壓軸承7、 12構(gòu)成封閉 式靜壓/動靜壓結(jié)構(gòu)，這四種靜壓/動靜壓油腔的作用力與軸向負(fù)載共同構(gòu)成封 閉式平衡慣性力系。當(dāng)工作臺20上的軸向負(fù)載發(fā)生變化時，并聯(lián)成一個整體 的軸向承載靜壓/動靜壓軸承5和9的軸向游隙在同一時刻發(fā)生完全相同數(shù)值 的變化；與此同時，并聯(lián)成一個整體的軸向平衡靜壓/動靜壓軸承7和12的軸 向游隙也在同一時刻發(fā)生完全相同數(shù)值反向變化。從而實(shí)現(xiàn)高剛度的目的；
6由于上述兩個承載軸承成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而成倍地提高了工作臺20的整體軸向 承載能力。在按照上述原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，在相同的流體壓力和壓力腔面積的 情況下設(shè)計的軸向靜壓/動靜壓軸承的疊加個數(shù)，則是工作臺軸向承栽能力 的提高倍數(shù)。
徑向靜壓/動靜壓軸承10、 14與徑向靜壓/動靜壓軸承16成并聯(lián)疊加方式； 通過其本身對稱的靜壓/動靜壓油腔設(shè)計，徑向靜壓/動靜壓軸承10、 14、 16 均是直，衡的環(huán)形圓柱形靜壓/動靜壓軸承。各自可以獨(dú)立構(gòu)成靜壓/動靜壓作 用力的平衡力系。當(dāng)工作臺20上的徑向負(fù)載發(fā)生變化時，并聯(lián)成一個整體的 徑向承載靜壓/動靜壓軸承10、 14和16的徑向游隙在同一時刻發(fā)生完全相同 數(shù)值的變化，兩個軸承同時作用，從而實(shí)現(xiàn)高剛度的目的；由于上述兩個承 載軸承在徑向也構(gòu)成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而可以成倍地提高了工作臺20的整體徑向 承載能力。按照上述原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，在相同的流體壓力和壓力腔面積的情 況下，徑向靜壓/動靜壓軸承的疊加個數(shù)，則是工作臺徑向承載能力的提高倍 數(shù)。
回轉(zhuǎn)環(huán)13與工作臺20聯(lián)接在一起；電磁吸盤19安裝在工作臺20上， 工作臺與驅(qū)動聯(lián)接軸4聯(lián)接在一起。這樣，在電機(jī)帶動驅(qū)動聯(lián)接軸4運(yùn)動時， 電磁吸盤、工作臺和回轉(zhuǎn)環(huán)6、 13、 15成為一個整體1故回轉(zhuǎn)運(yùn)動。
在構(gòu)成軸向承載的流體靜壓/動靜壓軸承5和9中，每個軸向承載的流體 靜壓/動靜壓軸承5和9的作相對運(yùn)動的滑動面可以與滑動環(huán)15是一個整體 結(jié)構(gòu)；也可以是分體式結(jié)構(gòu)裝配、連接、固定而成，如圖1。
呈疊加形式布置的兩個或以上用于軸向承載的流體靜壓/動靜壓軸承副 中的各個轉(zhuǎn)動零件可以是一個整體結(jié)構(gòu)或部分的整體和分體結(jié)構(gòu)的裝配連接 而成。
軸向呈疊加布置設(shè)計的承載流體軸承的運(yùn)動副是同步轉(zhuǎn)動的；承載流體 靜壓/^/靜壓軸承的固定副可以直接或間接地和工作臺底座2連接在一起。
軸向/徑向承載流體軸承的潤滑介質(zhì)流體可以是壓力油或氣體或油氣混 合物或其他流體；壓力腔可以是靜壓或動靜壓結(jié)構(gòu)形式或二者的組合結(jié)構(gòu)形式。
兩個或以上用于徑向承載的流體靜壓/動靜壓軸承，如10和14和16。徑 向靜壓/動靜壓軸承10、 14呈軸向排列，也起到串連疊加的作用；與另一徑 向靜壓/動靜壓軸承16成徑向并聯(lián)疊加方式；通過軸承IO、 14、 16其本身對 稱的靜壓/動靜壓油腔設(shè)計，使得每個徑向軸承成自平tf的環(huán)狀圓柱形靜壓/ 動靜壓軸岸義。
軸向布置的徑向7 c載流體靜壓/動靜壓軸承可以連續(xù)布置，如圖1的10 和14，也可以斷續(xù)布置；
用于徑向承載的流體靜壓/動靜壓軸承呈軸向并聯(lián)疊加布置，如圖1的10 和14。
用于徑向承載的流體靜壓/動靜壓軸承呈徑向并聯(lián)疊加布置，如圖1的14 和16或10與16。
用于徑向承載的流體靜壓/動靜壓軸承可以多個呈軸向和徑向混合并聯(lián) 疊加布置，如圖1的10和16、 14和16。
對有做相對運(yùn)動的滑動副零部件，可以是一個整體結(jié)構(gòu)或部分整體結(jié)構(gòu) 或由分體式結(jié)構(gòu)組裝連接而成。如圖1的滑動環(huán)13、 15是分體結(jié)構(gòu)；構(gòu)成軸 承副的導(dǎo)軌8 、 23也是分體結(jié)構(gòu)。
在所有徑向承載的流體靜壓/動靜壓軸承副中，所有做相對運(yùn)動的滑動副 零部件不管是一個整體零件還是由分體零件組裝而成，都與軸向承載軸承座 相對運(yùn)動的軸承副零件成剛性連接成一體，同步運(yùn)動；而各個承載軸承的相 對靜止的軸承副直接或間接地與工作臺底座2連接在一起。
本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)臺方案，其回轉(zhuǎn)環(huán)與底座的連接方式不受本實(shí)用新型 公開所限制，基于以上結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，多個軸向跟徑向軸承的疊加連接方式理應(yīng)
l
在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種高精度高剛度流體靜壓/動靜壓回轉(zhuǎn)工作臺，包括底座、工作臺和驅(qū)動連接軸，其特征在于驅(qū)動連接軸軸向安裝有多個軸向承載靜壓/動靜壓軸承和徑向靜壓/動靜壓軸承，通過沿軸向設(shè)置的多個回轉(zhuǎn)環(huán)和軸承導(dǎo)軌固定，多個軸向承載靜壓/動靜壓軸承共設(shè)或單設(shè)平衡靜壓/動靜壓軸承平衡設(shè)置，軸向呈疊加的多個軸承的運(yùn)動副同步轉(zhuǎn)動連接，固定副直接或間接地和工作臺底座連接在一起；徑向承載的流體靜壓/動靜壓軸承副中，做相對運(yùn)動的滑動副都與軸向承載軸承座相對運(yùn)動的軸承副成剛性連接成一體同步運(yùn)動連接，相對靜止的軸承副直接或間接地與工作臺底座固定一體；每個軸承的滑動副其相對靜止的滑動面上有帶流體入口的油腔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)工作臺，其特征在于所述多個徑向軸承 呈軸向串聯(lián)連接或徑向并4關(guān)疊加或混合疊加布置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)工作臺，其特征在于所述回轉(zhuǎn)工作臺面 上固定有電磁吸盤。
專利摘要一種高精度高剛度封閉式流體靜壓/動靜壓回轉(zhuǎn)工作臺，涉及精密機(jī)械自動化裝備領(lǐng)域。沿軸向安裝的多個軸向和徑向承載軸承通過多個回轉(zhuǎn)環(huán)和軸承導(dǎo)軌固定，設(shè)平衡軸承平衡，多個軸承的運(yùn)動副同步轉(zhuǎn)動連接，固定副通過工作臺底座連接；徑向軸承副的滑動副與軸向軸承的軸承副成剛性一體同步運(yùn)動，每個軸承的滑動副其相對靜止的滑動面上有油腔。在回轉(zhuǎn)工作臺流體壓力相同、體積等同的情況下，軸向、徑向剛度和承載能力成倍提高，提高的倍數(shù)正比于軸承個數(shù)，設(shè)計方便，制造簡單，成本低，精度高、無磨損。是高精度金屬切削機(jī)床的關(guān)鍵部件，尤其是大型和特大型重型裝備的關(guān)鍵技術(shù)功能部件，在航海、航天、大型飛機(jī)等領(lǐng)域的制造裝備中優(yōu)勢更加明顯。
文檔編號B23Q1/38GK201295837SQ20082017769
公開日2009年8月26日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者呂桂芳, 吳行飛, 楊文英 申請人:吳行飛;呂桂芳;楊文英