[发明专利]具有提高可调轴承预紧力的精密机床主轴轴向刚度的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于轴承的预紧装置，更特别地说，是指一种具有提高可调轴承预紧力的精密机床主轴轴向刚度的装置。

背景技术

为了提高精密机床主轴的精度和动态特性，通常需要对轴承进行预紧。如图1所示的双侧薄壁端面结构的轴承预紧装置，该装置会因双侧薄壁油腔变形使主轴轴向刚度降低。主轴1从一端至另一端顺次穿过端盖7、压紧环9、B轴承8、轴套5、A轴承4、垫片2A和锁紧螺母2；主轴1与箱体座3之间安装有轴承预紧装置，所述的轴承预紧装置包括有A环形油腔11、B环形油腔12、A轴承4、B轴承8、轴套5、垫圈6。

在图1、图1A中，高精密机床的主轴1进行着高速的运转，为了保证主轴1的动态特性，会向套接在主轴1上的A轴承4和B轴承8供给压力油。从外部引入的压力油沿第一进油通道3A进入A环形油腔11的油腔室11E和B环形油腔12的油腔室12E，所述第一进油通道3A设置在箱体座3上，第一进油通道3A与第二进油通道12D导通，第二进油通道12D设置在B环形油腔12的外环体12C上。为了实现A环形油腔11与B环形油腔12之间的密封，在A环形油腔11与B环形油腔12接触处套接有密封圈13。

A环形油腔11的外环体11C与箱体座3的内壁过盈配合，A环形油腔11的内环体11B与垫圈6的一端过盈配合，A环形油腔11的底板11A与A轴承4的外圈4B过盈配合。

B环形油腔12的外环体12C与箱体座3的内壁过盈配合，B环形油腔12的内环体12B与垫圈6的另一端过盈配合，B环形油腔12的底板12A与B轴承8的外圈8B过盈配合。

所述A环形油腔11的底板11A为薄壁结构，在压力油的作用力下，使得薄壁（即底板11A）变形，从而形成B向轴向力，所述B向轴向力施加到A轴承4的外圈4B上，最终实现对A轴承4的预紧；

所述B环形油腔12的底板12A为薄壁结构，在压力油的作用力下，使得薄壁（即底板12A）变形，从而形成A向轴向力，所述A向轴向力施加到B轴承8的外圈8B上，最终实现对B轴承8的预紧。

如图1所示的双侧薄壁端面结构的轴承预紧装置，在同时受到A向轴向力和B向轴向力的作用下，高速运转的主轴1的轴向刚度相对较低。

发明内容

为了改善当主轴受到A向和B向方向的轴向力时，主轴的轴向刚度会因薄壁油腔变形而被削弱的缺陷，本发明设计了一种具有提高可调轴承预紧力的精密机床主轴轴向刚度的装置。该装置一方面通过在A轴承的一侧增加预压弹簧组件，来提高主轴向B向右移动时的轴向刚度，另一方面改变现有A轴承与B轴承之间的轴承预紧装置，使得改进的轴承预紧装置一是作为D环形油腔的支座和提供进油油路；二是作为B轴承的支座，且可实现B轴承8的径向和主轴轴向定位。

本发明的一种具有提高可调轴承预紧力的精密机床主轴轴向刚度的装置，该装置包括有主轴（1）、锁紧螺母（2）、垫片（2A）、箱体座（3）、端盖（7）、压紧环（9）；其特征在于：还包括有预压弹簧组件和改进的轴承预紧装置；

所述预压弹簧组件包括有弹簧（21）、弹簧座（22）和压板（23）；

所述改进的轴承预紧装置包括有C环形油腔（24）、D环形油腔（25）、A轴承（4）、B轴承（8）、轴套（5）、第二垫圈（27）；

弹簧座（22）上设有外环体（22A）、内环体（22B）、底板（22C），弹簧座（22）的中心设有一空腔，该空腔用于放置弹簧（21），外环体（22A）与箱体座（3）的内壁配合，底板（22C）与A轴承（4）的外圈（4B）的一端配合；A轴承（4）的外圈（4B）的另一端与C环形油腔（24）的底板（24A）配合；

压板（23）套接在主轴（1）上，压板（23）的板面（23A）的一端面与箱体座（3）的第一凸台（31）配合，压板（23）的板面（23A）的另一端面与弹簧座（22）的开口端配合；

C环形油腔（24）上设有底板（24A）、内环体（24B）、外环体（24C），C环形油腔（24）的中部是油腔室（24E）；油腔室（24E）用于存储压力油；

内环体（24B）的外壁与第二垫圈（27）的立柱（27B）的外壁配合，内环体（24B）的内壁与D环形油腔（25）的第一凸台体（25A）配合；

外环体（24C）的外壁与箱体座（3）的内壁配合，外环体（24C）的内壁与D环形油腔（25）的第一凸台体（25A）配合；

D环形油腔（25）上设有第一凸台体（25A）、第二凸台体（25B）、第三凸台体（25C）、连接段（25D）；