技术摘要：
本发明公开了一种主动控制动压力的动压轴承，涉及流体动压轴承技术领域，包括轴承，还包括与轴承配合的轴颈，所述轴承包括本体、弹性薄膜、压板、推力半球、压电陶瓷驱动器、螺栓和挡板；所述弹性薄膜固定于本体的内壁上。所述本体内壁上与轴颈配合侧开有多个圆柱腔， 全部
背景技术：
主轴的滑动轴承，按其产生油膜压强的方式，可分为动压轴承和静压轴承两类。动 压轴承工作状态时为液体动压润滑，摩擦只发生在润滑剂的分子间，所以摩擦阻力很小，滑 动表面不易磨损，是一种理想的工作状态。动压轴承运转平稳、结构简单、噪音小，有较大的 刚度和抗过载能力。 动压轴承是靠轴的转动形成油膜而具有承载能力的。承载能力与滑动速度成正 比，液体动压轴承分液体动压径向轴承和液体动压推力轴承。液体动压径向轴承又分单油 楔和多油楔两类；多油楔液体动压径向轴承轴颈周围有两个或两个以上油楔轴承。多油楔 径向轴承承受载荷前，即轴颈中心与轴承几何中心重合时，相对各段瓦面曲率中心都存偏 心，偏心值相等，各瓦面油膜中生成压力相同，轴颈受力平衡。承受载荷后，这些偏心值有增 大，有减小，各瓦面上油膜压力随之减小或增大，轴承承载能力便是这些油膜压力向量和。 多油楔轴承比单油楔轴承承载能力低，但主承载瓦面对面附加有油膜压力，能提高轴承运 转稳定性。 轴承的承载能力依赖于轴颈的转速，速度的变化影响了油膜的动压力和油膜合 力，也就影响了轴颈的回转精度。动压轴承的动力润滑特性由楔形间隙确定，楔形间隙的大 小决定了动压力的大小，在一定的轴颈转速、润滑油粘度下，楔形间隙越小，动压力越大，因 此市面上大多数对于动压轴承的改进都是围绕着改进楔形间隙而进行，准确的确认最佳楔 形间隙是设计和制造动压轴承的主要任务之一。 本发明就是通过主动控制楔形间隙的大小，来控制动压力的大小。动压力积分就 是油膜承载力，也就实现了对油膜承载力的主动控制，主要应用于轴颈振动的抑制和轴心 轨迹的主动控制。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种适用于轴颈振动抑制和轴心轨迹主动控制等应用的主 动控制动压力的动压轴承。 实现上述目的本发明的技术方案为，一种主动控制动压力的动压轴承，包括轴承， 还包括与轴承配合的轴颈，所述轴承包括本体、弹性薄膜、压板、推力半球、压电陶瓷驱动 器、螺栓和挡板；所述弹性薄膜通过至少三个沿圆周方向均布的压板固定于本体的内壁上， 固定后弹性薄膜上形成至少三个薄膜连接位与薄膜弧面；所述本体内壁上与轴颈配合侧开 有至少三个与压板交替、均匀布置的圆柱腔，圆柱腔内设置压电陶瓷驱动器；所述压电陶瓷 驱动器与薄膜弧面之间通过设置推力半球相连接，弹性薄膜的薄膜弧面与轴颈之间形成楔 形间隙A和楔形间隙B，通过控制压电陶瓷驱动器的伸长或缩短带动薄膜弧面沿径向运动， 可以实现对楔形间隙A和楔形间隙B大小的主动控制。 3 CN 111577755 A 说 明 书 2/4 页 进一步的，所述楔形间隙A和楔形间隙B分别形成轴颈逆时针转动和顺时针转动时 的收敛楔形间隙，进而分别形成轴颈两个方向转动时的动压力。 进一步的，所述本体的外圆柱面上与圆柱腔相对应的位置上开有螺纹孔A，螺纹孔 A内设有螺栓，通过拆卸螺栓可以更换压电陶瓷驱动器。 更进一步的，所述弹性薄膜的薄膜连接位的中间位置开有薄膜通孔。 更进一步的，所述压板包含压板臂和两个固定端，压板臂的中心位置开有压板通 孔，固定端上开有螺纹孔B，与本体之间通过螺钉连接。 更进一步的，所述本体外圆柱面开有主供油孔A和主供油孔B，主供油孔A和主供油 孔B分别于轴向供油孔A和轴向供油孔B连通。 更进一步的，所述本体端面上开有环形槽，挡板与环形槽配合通过螺纹孔C安装在 轴承的端面上。使得环形槽形成封闭的供油油路。 更进一步的，所述环形槽分别与轴向供油孔A、轴向供油孔B、轴向供油孔C、轴向供 油孔D和轴向供油孔E相连通；轴向供油孔A、轴向供油孔B、轴向供油孔C、轴向供油孔D和轴 向供油孔E进一步分别与径向供油孔A、径向供油孔B、径向供油孔C、径向供油孔D和径向供 油孔E相连通；径向供油孔A、径向供油孔B、径向供油孔C、径向供油孔D和径向供油孔E进一 步分别与薄膜通孔和压板通孔相连通。 利用本发明的技术方案制作的一种用于主动控制动压力的动压轴承，其有益效果 是：(1)与传统液体动压轴承相比，本发明的主动控制动压力的动压轴承，通过压电陶瓷驱 动器的伸长和缩短，作用于推力半球，推动薄膜弧面径向运动，实现对楔形间隙A和楔形间 隙B大小的主动控制，从而控制动压力的大小。动压力与面积的乘积即为油膜力，也就实现 了对油膜力的控制，可以用于轴颈振动的抑制和轴心轨迹的主动控制等应用场合。(2)传统 轴承中，轴承的承载能力依赖于轴颈的转速，速度的变化影响了油膜的动压力和油膜合力， 也就影响了轴颈的回转精度。主动控制楔形间隙的大小，可以主动控制动压力和油膜合力， 提高轴颈的回转精度。 附图说明 图1为本发明的主动控制动压力的动压轴承的结构示意图； 图2为本发明的主动控制动压力的动压轴承的横向剖视图； 图3为本发明的主动控制动压力的动压轴承的轴向视图； 图4为本发明的挡板的结构示意图； 图5为本发明的压板的结构示意图； 以上各图中， 1轴承；11本体；111螺纹孔A；112圆柱腔；113主供油孔A；114主供油孔B；115轴向供 油孔A；116轴向供油孔B；117轴向供油孔C；118轴向供油孔D；119轴向供油孔E；1110径向供 油孔A；1111径向供油孔B；1112径向供油孔C；1113径向供油孔D；1114径向供油孔E；1115环 形槽； 12弹性薄膜；121薄膜通孔；122薄膜连接位；123薄膜弧面；124楔形间隙A；125楔形 间隙B； 13压板；131压板臂；132固定端；133压板通孔；134螺纹孔B； 4 CN 111577755 A 说 明 书 3/4 页 14压电陶瓷驱动器；15推力半球；16螺栓； 17挡板；171螺纹孔C；2轴颈。
本发明公开了一种主动控制动压力的动压轴承，涉及流体动压轴承技术领域，包括轴承，还包括与轴承配合的轴颈，所述轴承包括本体、弹性薄膜、压板、推力半球、压电陶瓷驱动器、螺栓和挡板；所述弹性薄膜固定于本体的内壁上。所述本体内壁上与轴颈配合侧开有多个圆柱腔， 全部
背景技术：
主轴的滑动轴承，按其产生油膜压强的方式，可分为动压轴承和静压轴承两类。动 压轴承工作状态时为液体动压润滑，摩擦只发生在润滑剂的分子间，所以摩擦阻力很小，滑 动表面不易磨损，是一种理想的工作状态。动压轴承运转平稳、结构简单、噪音小，有较大的 刚度和抗过载能力。 动压轴承是靠轴的转动形成油膜而具有承载能力的。承载能力与滑动速度成正 比，液体动压轴承分液体动压径向轴承和液体动压推力轴承。液体动压径向轴承又分单油 楔和多油楔两类；多油楔液体动压径向轴承轴颈周围有两个或两个以上油楔轴承。多油楔 径向轴承承受载荷前，即轴颈中心与轴承几何中心重合时，相对各段瓦面曲率中心都存偏 心，偏心值相等，各瓦面油膜中生成压力相同，轴颈受力平衡。承受载荷后，这些偏心值有增 大，有减小，各瓦面上油膜压力随之减小或增大，轴承承载能力便是这些油膜压力向量和。 多油楔轴承比单油楔轴承承载能力低，但主承载瓦面对面附加有油膜压力，能提高轴承运 转稳定性。 轴承的承载能力依赖于轴颈的转速，速度的变化影响了油膜的动压力和油膜合 力，也就影响了轴颈的回转精度。动压轴承的动力润滑特性由楔形间隙确定，楔形间隙的大 小决定了动压力的大小，在一定的轴颈转速、润滑油粘度下，楔形间隙越小，动压力越大，因 此市面上大多数对于动压轴承的改进都是围绕着改进楔形间隙而进行，准确的确认最佳楔 形间隙是设计和制造动压轴承的主要任务之一。 本发明就是通过主动控制楔形间隙的大小，来控制动压力的大小。动压力积分就 是油膜承载力，也就实现了对油膜承载力的主动控制，主要应用于轴颈振动的抑制和轴心 轨迹的主动控制。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种适用于轴颈振动抑制和轴心轨迹主动控制等应用的主 动控制动压力的动压轴承。 实现上述目的本发明的技术方案为，一种主动控制动压力的动压轴承，包括轴承， 还包括与轴承配合的轴颈，所述轴承包括本体、弹性薄膜、压板、推力半球、压电陶瓷驱动 器、螺栓和挡板；所述弹性薄膜通过至少三个沿圆周方向均布的压板固定于本体的内壁上， 固定后弹性薄膜上形成至少三个薄膜连接位与薄膜弧面；所述本体内壁上与轴颈配合侧开 有至少三个与压板交替、均匀布置的圆柱腔，圆柱腔内设置压电陶瓷驱动器；所述压电陶瓷 驱动器与薄膜弧面之间通过设置推力半球相连接，弹性薄膜的薄膜弧面与轴颈之间形成楔 形间隙A和楔形间隙B，通过控制压电陶瓷驱动器的伸长或缩短带动薄膜弧面沿径向运动， 可以实现对楔形间隙A和楔形间隙B大小的主动控制。 3 CN 111577755 A 说 明 书 2/4 页 进一步的，所述楔形间隙A和楔形间隙B分别形成轴颈逆时针转动和顺时针转动时 的收敛楔形间隙，进而分别形成轴颈两个方向转动时的动压力。 进一步的，所述本体的外圆柱面上与圆柱腔相对应的位置上开有螺纹孔A，螺纹孔 A内设有螺栓，通过拆卸螺栓可以更换压电陶瓷驱动器。 更进一步的，所述弹性薄膜的薄膜连接位的中间位置开有薄膜通孔。 更进一步的，所述压板包含压板臂和两个固定端，压板臂的中心位置开有压板通 孔，固定端上开有螺纹孔B，与本体之间通过螺钉连接。 更进一步的，所述本体外圆柱面开有主供油孔A和主供油孔B，主供油孔A和主供油 孔B分别于轴向供油孔A和轴向供油孔B连通。 更进一步的，所述本体端面上开有环形槽，挡板与环形槽配合通过螺纹孔C安装在 轴承的端面上。使得环形槽形成封闭的供油油路。 更进一步的，所述环形槽分别与轴向供油孔A、轴向供油孔B、轴向供油孔C、轴向供 油孔D和轴向供油孔E相连通；轴向供油孔A、轴向供油孔B、轴向供油孔C、轴向供油孔D和轴 向供油孔E进一步分别与径向供油孔A、径向供油孔B、径向供油孔C、径向供油孔D和径向供 油孔E相连通；径向供油孔A、径向供油孔B、径向供油孔C、径向供油孔D和径向供油孔E进一 步分别与薄膜通孔和压板通孔相连通。 利用本发明的技术方案制作的一种用于主动控制动压力的动压轴承，其有益效果 是：(1)与传统液体动压轴承相比，本发明的主动控制动压力的动压轴承，通过压电陶瓷驱 动器的伸长和缩短，作用于推力半球，推动薄膜弧面径向运动，实现对楔形间隙A和楔形间 隙B大小的主动控制，从而控制动压力的大小。动压力与面积的乘积即为油膜力，也就实现 了对油膜力的控制，可以用于轴颈振动的抑制和轴心轨迹的主动控制等应用场合。(2)传统 轴承中，轴承的承载能力依赖于轴颈的转速，速度的变化影响了油膜的动压力和油膜合力， 也就影响了轴颈的回转精度。主动控制楔形间隙的大小，可以主动控制动压力和油膜合力， 提高轴颈的回转精度。 附图说明 图1为本发明的主动控制动压力的动压轴承的结构示意图； 图2为本发明的主动控制动压力的动压轴承的横向剖视图； 图3为本发明的主动控制动压力的动压轴承的轴向视图； 图4为本发明的挡板的结构示意图； 图5为本发明的压板的结构示意图； 以上各图中， 1轴承；11本体；111螺纹孔A；112圆柱腔；113主供油孔A；114主供油孔B；115轴向供 油孔A；116轴向供油孔B；117轴向供油孔C；118轴向供油孔D；119轴向供油孔E；1110径向供 油孔A；1111径向供油孔B；1112径向供油孔C；1113径向供油孔D；1114径向供油孔E；1115环 形槽； 12弹性薄膜；121薄膜通孔；122薄膜连接位；123薄膜弧面；124楔形间隙A；125楔形 间隙B； 13压板；131压板臂；132固定端；133压板通孔；134螺纹孔B； 4 CN 111577755 A 说 明 书 3/4 页 14压电陶瓷驱动器；15推力半球；16螺栓； 17挡板；171螺纹孔C；2轴颈。
