專利名稱：減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于機械振動技術領域，具體地說涉及到一種減少高速電主軸內主軸轉子
振動或彎曲變形的方法。
背景技術：
高速電主軸的結構近似于電動機，但它的功能卻與電動機有著本質區(qū)別。高速電
主軸的套筒近似于電動機的機座，高速電主軸的主軸轉子近似于電動機的轉子，主軸轉子
通過軸承安裝在套筒內。高速電主軸的整體結構比較緊湊，其轉速通常高于電動機的轉速，
主軸轉子轉動平穩(wěn)，主軸轉子一般具有某些特定功能而不僅以傳動為目的。 隨著科學技術的進步，工業(yè)上對高速電主軸的轉動速度要求越來越高。當主軸轉
子接近或達到某個臨界高速轉速時，主軸轉子的振動就會產生明顯的增大，振動增大幅度
較輕時導致主軸轉子不能正常工作，振動增大幅度較大時導致軸承損壞或者主軸轉子發(fā)生
彎曲斷裂。振動增大的原因主要歸結于主軸轉子轉速接近或到達某個臨界轉速時，轉子發(fā)
生共振。由于主軸轉子和套筒之間只通過軸承聯(lián)接而沒有減震裝置，主軸轉子兩端受到軸
承和套筒的剛性約束，致使電主軸高速轉動時產生的振動彎曲變形幾乎得不到釋放，從而
導致主軸彎曲變形增大，軸承負荷增加，振動增大。 多年以來對高速電主軸的研究表明，在主軸轉子和套筒之間增加減震裝置可以明顯減少高速條件下的振動并減少軸承的負荷量。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法，該方法能減少主軸轉子產生振動或發(fā)生彎曲變形，提高高速電主軸的壽命。
為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案 所述的減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法是在主軸轉子兩端的支撐點分別配置結構相同的減震裝置，該減震裝置包括彈性支撐環(huán)和軸承座，在主軸轉子兩端支撐點上先安裝軸承并由螺母緊固之，再在軸承的外徑上配置軸承座，軸承座的軸向寬度^軸承寬度+螺母寬度+軸承座擋邊寬度，最后在軸承座的外徑上緊配合彈性支撐環(huán)，彈性支撐環(huán)的總寬度=軸承座的軸向寬度，在彈性支撐環(huán)的內筒徑向設置有間隔相等的￥形翹翼，將裝好軸承和減震裝置的主軸轉子裝入套筒內并由兩端的端蓋固定之，彈性支撐環(huán)的Y形翹翼與套筒內壁靜止接觸，當主軸轉子高速旋轉產生振動所引發(fā)的沖擊載荷通過軸承和軸承座傳遞到彈性支撐環(huán)上，彈性支撐環(huán)的Y形翹翼將發(fā)生彈性變形，該彈性變形能吸收一部分振動能量，從而減輕軸承和軸承座以及套筒之間的沖擊載荷，同時由于彈性支撐環(huán)的Y形翹翼具有彈性，主軸轉子兩端支撐點受到的剛性約束將被減弱，從而使主軸轉子的振動彎曲變形得到有效釋放，主軸轉子高速旋轉自定心效果增強，有效防止了主軸轉子的彎曲變形，為高速電主軸的安全運轉提供保證。 所述的減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法，在彈性支撐環(huán)的內筒徑向設置有間隔相等的Y形翹翼，間隔相等的每個Y形翹翼寬度為W ;Y形翹翼聯(lián)接內筒的 徑向支撐臂高度為L2， Y形翹翼的V字形支撐臂開口寬度為L， V字形支撐臂開口寬度L所 形成的夾角為a， V字形支撐臂兩側壁厚為t， V字形支撐臂兩端形成的引導面長度為k，所 述的引導面長度k與內筒軸線平行。 所述的減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法，其減震裝置所包括的 彈性支撐環(huán)和軸承座也可制作成一體減震環(huán)，一體減震環(huán)的軸向寬度=軸承寬度+螺母寬 度+減震環(huán)軸承擋邊寬度，一體減震環(huán)的內筒徑向設置有間隔相等的Y形翹翼，間隔相等的 每個Y形翹翼寬度為W ;Y形翹翼聯(lián)接內筒的徑向支撐臂高度為L2， Y形翹翼的V字形支撐 臂開口寬度為L， V字形支撐臂開口寬度L所形成的夾角為a，所述V字形支撐臂兩側壁厚 為t， V字形支撐臂兩端形成的引導面長度為k，所述的引導面長度與內筒軸線平行。
由于采用如上所述的技術方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性 1、不同的彈性支撐環(huán)或一體減震環(huán)所使用的材料不同，Y形翹翼的彈性剛度亦不 同。當材料給定時，改變Y形翹翼的V字形支撐臂開口寬度L、 V字形支撐臂開口寬度L所 形成的夾角a、 V字形支撐臂兩側壁厚t中的任一項或全部可獲得不同的彈性剛度。因此， 本發(fā)明可根據不同的應用目標來設計彈性支撐環(huán)或減震環(huán)上Y形翹翼的彈性剛度，彈性剛 度變化范圍很大。 2、本發(fā)明的彈性支撐環(huán)或一體減震環(huán)能吸收高速電主軸在臨界轉速附近運轉時
產生的沖擊能量，減少軸承的受力，提高高速電主軸的壽命。 3、本發(fā)明能使主軸轉子實現自定心效果。 4、本發(fā)明結構簡單、緊湊，可用于有效空間較小的高速電主軸。 5、本發(fā)明只需要簡單的生產設備、一般的技術工人即可生產，技術門檻低。


圖1是本發(fā)明的安裝示意圖。
圖2是彈性支撐環(huán)的結構示意圖。
圖3是圖2的左視圖。
上述圖中1-套筒；2-彈性支撐環(huán)；3-軸承座；4_軸承；5_主軸轉子；6_螺母。
具體實施例方式
結合圖l，本發(fā)明的減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法是在主軸 轉子5兩端的支撐點分別配置結構相同的減震裝置，該減震裝置包括彈性支撐環(huán)2和軸承 座3，在主軸轉子5兩端支撐點上先安裝軸承4并由螺母6緊固之，再在軸承的外徑上配置 軸承座3，軸承座的軸向寬度^軸承寬度+螺母寬度+軸承座擋邊寬度，最后在軸承座的外 徑上緊配合彈性支撐環(huán)2，彈性支撐環(huán)的總寬度=軸承座的軸向寬度，在彈性支撐環(huán)的內筒 徑向設置有間隔相等的Y形翹翼，將裝好軸承和減震裝置的主軸轉子裝入套筒1內并由兩 端的端蓋固定之，彈性支撐環(huán)的Y形翹翼與套筒內壁靜止接觸，當主軸轉子高速旋轉產生 振動所引發(fā)的沖擊載荷通過軸承4和軸承座3傳遞到彈性支撐環(huán)2上，彈性支撐環(huán)3的Y 形翹翼將發(fā)生彈性變形，該彈性變形能吸收一部分振動能量，從而減輕軸承和軸承座以及 套筒之間的沖擊載荷，同時由于彈性支撐環(huán)的Y形翹翼具有彈性，主軸轉子兩端支撐點受到的剛性約束將被減弱，從而使主軸轉子的振動彎曲變形得到有效釋放，主軸轉子高速旋 轉自定心效果增強，有效防止了主軸轉子的彎曲變形，為高速電主軸的安全運轉提供保證。
結合圖2-3，在彈性支撐環(huán)的內筒徑向設置有間隔相等的Y形翹翼，間隔相等的每 個Y形翹翼寬度為W。 Y形翹翼聯(lián)接內筒的徑向支撐臂高度為L2，徑向支撐臂傳遞軸承所承 受的力。Y形翹翼的V字形支撐臂開口寬度為L， V字形支撐臂開口寬度L所形成的夾角為 a，V字形支撐臂兩側壁厚為t，開口寬度L、夾角a以及壁厚t產生彈性剛度，主軸轉子高速 旋轉產生振動所引發(fā)的沖擊載荷使開口寬度L或是夾角a會增大或變小，以吸收一部分振 動能量。V字形支撐臂兩端形成的引導面長度為Lp所述的引導面長度l^與內筒軸線平行， 所述的引導面壁厚可任選。配置引導面主要是保證靜態(tài)下彈性支撐環(huán)或減震環(huán)相對套筒定 心引導作用，易于安裝。 除此而外，減震裝置所包括的彈性支撐環(huán)和軸承座也可制作成一體減震環(huán)，這是 針對高速電主軸內部結構較小情況下的一種補充設置，同時也有利于高速電主軸的結構簡 化。 一體減震環(huán)的軸向寬度=軸承寬度+螺母寬度+減震環(huán)軸承擋邊寬度，一體減震環(huán)的 內筒徑向設置有間隔相等的Y形翹翼，間隔相等的每個Y形翹翼寬度為W。 Y形翹翼聯(lián)接內 筒的徑向支撐臂高度為L2，徑向支撐臂傳遞軸承所承受的力。Y形翹翼的V字形支撐臂開 口寬度為L， V字形支撐臂開口寬度L所形成的夾角為a， V字形支撐臂兩側壁厚為t，開口 寬度L、夾角a以及壁厚t產生彈性剛度，主軸轉子高速旋轉產生振動所引發(fā)的沖擊載荷使 開口寬度L或是夾角a會增大或變小，以吸收一部分振動能量。V字形支撐臂兩端形成的引 導面長度為，所述的弓I導面長度與內筒軸線平行。配置引導面主要是保證靜態(tài)下彈性 支撐環(huán)或減震環(huán)相對套筒的定心引導作用，易于安裝。 上述Y形翹翼寬度W、 Y形翹翼聯(lián)接內筒的徑向支撐臂高度L2、 Y形翹翼的V字形
支撐臂開口寬度L、V字形支撐臂開口寬度L所形成的夾角為a、V字形支撐臂兩側壁厚t和
V字形支撐臂兩端形成的引導面長度的具體參數沒有嚴格限定，主要根據高速電主軸的
規(guī)格型號和剛性設計要求而定，跟主軸轉子和套筒的結構空間密切相關。 安裝時，主軸轉子5兩端由軸承4支撐，螺母6將軸承4固定于主軸轉子5上，軸
承4裝在軸承座3內，兩個彈性支撐環(huán)2分別套在軸承座3外將主軸轉子5支撐于高速電
主軸套筒l內。 當主軸轉子5高速旋轉在臨界轉速附近時，高速旋轉產生的振動經軸承4、軸承座 3和彈性支撐環(huán)2傳遞到高速電主軸的套筒1上。在傳遞振動的過程中，彈性支撐環(huán)2在因 振動而產生的沖擊載荷作用下，Y形翹翼的V字形支撐臂將發(fā)生彈性變形，吸收振動產生的 一部分能量，從而減輕軸承座3與套筒1直接硬碰硬聯(lián)接所導致的沖擊負荷。此外，由于彈 性支撐環(huán)2存在，主軸轉子5的兩端受到的約束將減弱，高速旋轉自定心效果得以發(fā)生，因 而整個高速電主軸的運轉將安全而穩(wěn)定。
權利要求
一種減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法，其特征在于該方法是在主軸轉子(5)兩端的支撐點分別配置結構相同的減震裝置，該減震裝置包括彈性支撐環(huán)(2)和軸承座(3)，在主軸轉子(5)兩端支撐點上先安裝軸承(4)并由螺母(6)緊固之，再在軸承的外徑上配置軸承座(3)，軸承座的軸向寬度≥軸承寬度+螺母寬度+軸承座擋邊寬度，最后在軸承座(3)的外徑上緊配合彈性支撐環(huán)(2)，彈性支撐環(huán)的總寬度＝軸承座的軸向寬度，在彈性支撐環(huán)(2)的內筒徑向設置有間隔相等的Y形翹翼，將裝好軸承(4)和減震裝置的主軸轉子(5)裝入套筒(1)內并由兩端的端蓋固定之，彈性支撐環(huán)(2)的Y形翹翼與套筒(1)內壁靜止接觸，當主軸轉子高速旋轉產生振動所引發(fā)的沖擊載荷通過軸承和軸承座傳遞到彈性支撐環(huán)上，彈性支撐環(huán)的Y形翹翼將發(fā)生彈性變形，該彈性變形能吸收一部分振動能量，從而減輕軸承和軸承座以及套筒之間的沖擊載荷，同時由于彈性支撐環(huán)的Y形翹翼具有彈性，主軸轉子兩端支撐點受到的剛性約束將被減弱，從而使主軸轉子的振動彎曲變形得到有效釋放，主軸轉子高速旋轉自定心效果增強，有效防止了主軸轉子的彎曲變形，為高速電主軸的安全運轉提供保證。
2. 如權利要求1所述的減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法，其特征在于彈性支撐環(huán)(2)的內筒徑向設置有間隔相等的Y形翹翼，間隔相等的每個Y形翹翼寬度為W ;Y形翹翼聯(lián)接內筒的徑向支撐臂高度為k， Y形翹翼的V字形支撐臂開口寬度為L， V字形支撐臂開口寬度L所形成的夾角為a， V字形支撐臂兩側壁厚為t， V字形支撐臂兩端形成的引導面長度為L"所述的引導面長度k與內筒軸線平行。
3. 如權利要求1所述的減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法，其特征在于減震裝置所包括的彈性支撐環(huán)(2)和軸承座(3)也可制作成一體減震環(huán)，一體減震環(huán)的軸向寬度=軸承寬度+螺母寬度+減震環(huán)軸承擋邊寬度，一體減震環(huán)的內筒徑向設置有間隔相等的Y形翹翼，間隔相等的每個Y形翹翼寬度為W ;Y形翹翼聯(lián)接內筒的徑向支撐臂高度為L2， Y形翹翼的V字形支撐臂開口寬度為L， V字形支撐臂開口寬度L所形成的夾角為a，所述V字形支撐臂兩側壁厚為t， V字形支撐臂兩端形成的引導面長度為k，所述的引導面長度k與內筒軸線平行。
全文摘要
一種減少高速電主軸內主軸轉子振動或彎曲變形的方法是在主軸轉子(5)兩端的支撐點分別配置結構相同的彈性支撐環(huán)(2)和軸承座(3)，當主軸轉子高速旋轉產生振動所引發(fā)的沖擊載荷通過軸承(4)和軸承座傳遞到彈性支撐環(huán)上，彈性支撐環(huán)的Y形翹翼將發(fā)生彈性變形，該彈性變形能吸收一部分振動能量，從而減輕軸承和軸承座以及套筒(1)之間的沖擊載荷，同時由于彈性支撐環(huán)的Y形翹翼具有彈性，主軸轉子兩端支撐點受到的剛性約束將被減弱，從而使主軸轉子的振動彎曲變形得到有效釋放，主軸轉子高速旋轉自定心效果增強，有效防止了主軸轉子的彎曲變形，減少軸承的受力，提高高速電主軸的使用壽命。
文檔編號F16F15/04GK101776126SQ20101003021
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權日2010年1月19日
發(fā)明者肖汝鋒, 陳長江 申請人:洛陽軸研科技股份有限公司