静压导轨在重型机床设计中的应用_赵玉梅

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1、第7卷第2期陶瓷研究与职业教育Vol.7No.22009年6月CeramicResearch&VocationalEducationJun.2009静压导轨在重型机床设计中的应用赵玉梅(唐山华鼎机械制造有限公司,河北唐山063020)摘要:本文对静压导轨工作原理、类型以及优缺点做了详细的论述,并对静压导轨在重型机床中的设计和应用提出了新思路。关键词:爬行;负荷;静压导轨;运动精度;节流装置;油膜厚度;导轨间隙;承载能力;油膜刚度中图分类号:TH13文献标识码:A文章编号:1672-2965(2009)02-0029-03TheBrief

2、IntroductionaboutHydrostaticGuidewaysandItsApplicationinDesigningHeavy-dutyCuttingMachineryZhaoYumei(TangshanHuadingMechanismManufacturing,Tangshan063020)Abstract:Inthispaper,theworkingprincipleaswellasthetype,theadvantagesanddisadvantagesofhydrostaticguide-waysarediscus

3、sedindetail.Moreoveritputsforwardanewideaabouttheapplicationofhydrostaticguidewaysindesigningheavy-dutycuttingmachines.KeyWords:creep;load;hydrostaticguideway;kinematicprecision;throttlingdevice;oilfilmthickness;guidewayback-lash;bearingcapability;oilfilmstiffness在重型机床的设

4、计中,由于传动部分重量往往较大,容易产生爬行现象,为此常采用静压导轨来取代一般导轨。1静压导轨的简要介绍静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通入压力油,使运动件浮起,工作过程中油膜压力随外载荷图1单边式静压导轨变化而变化,以平衡作用在导轨上的外负载,在不同速度(包括静止)下都能保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态,从而大大减小了两导轨面作相对运动时的摩擦阻力,减小了拖动导轨运动时的动力消耗,并具有很高的运动精度。静压导轨的结构形式分为单边式静压导轨、对称式静压导轨(如图1和图2)。单边式静压导轨一般承受垂直的单向负荷,其图2对称式静压导轨负

5、荷的方向只能朝油膜厚度减少的方向;对称式静压导轨能承受双向的垂直负荷,其油膜刚度比单边2静压导轨的油压系统及油腔的选择式的好,但制造较复杂。还有一种对称式静压导轨,一个完整的静压导轨系统,还应有动力源及节除了支承工作台垂直方向的负荷外,又能承受侧面流等装置(如图4)。当油泵2启动,液压油从滤油器方向的负荷(如图3)。收稿日期:2009-03-10作者简介:赵玉梅(1972-),女,汉族,河北唐山人,本科,助理工程师,主研方向为机加工技术。#30#陶瓷研究与职业教育第7卷图中B是导轨宽度,m是油腔长度,C是油封宽度,A是油腔宽度,h是油腔

6、深度,L是单一油区长度。沟槽式油腔由供油沟组成,用于宽度较小的导轨,当导轨宽度较大时选用其他形式的油腔。岛式又可分为半岛式(见图7)、单岛式(见图8)和双岛式(见图9)。图3具侧向承载的对称式静压导轨图7半岛式图4静压导轨油压系统1吸入,使用溢流阀3调节供油压力P,压力油再经图8单岛式精密滤油器4过滤后,经节流阀组5进入各油腔,各油腔压力分别为P1、P2、P3。静压导轨在相同油腔压力下负载容量会因面积系数值增大而变大,用摩擦动力消耗的观点来看,缩小油封宽度可降低摩擦阻力,然而油封宽度太窄会使承载台因工作台重压而产生塑性变形,所以油腔的面

7、积与油封宽度必须选择适当。常用的油腔结构形式分为沟槽式(见图图9双岛式5)、岛式和全腔式(见图6)。静压导轨的油腔数目主要取决于导轨长度、负载分布情况及机床工作台、床身等支承部件的刚度。选择原则如下:a.为了使油膜均匀分布,每条导轨面在其长度方向的油腔数目不得少于2个;b.移动部件(如工作台)的导轨长度在2米以下图5沟槽式时,油腔数目可取2~4个;c.移动部件的导轨长度大于2米以上时,油腔数目一般不超过5~6个,每个油腔长度为0.5~1.5米。当载荷分布均匀,机床刚度较高时,油腔长度可取长些,相应油腔数目可取少些;反之,当载荷分布不均匀

8、,机床刚度较低时,油腔长度可取短些,数目可取多些,以提高导轨受偏的能力。图6全腔式设计静压油腔时,若静压导轨往复运动,油腔应设在运动的导轨上,而不能设在支承导轨上,否则当第2期赵玉梅:静压导轨在重型机床设计