液体静压支承技术研究现状

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1、液体静压支承技术研究现状1878年的巴黎国际博览会上展现了一个能灵活浮动的，逝于无摩擦"的支座,这个“近于无摩擦”的支座便是液体静压支承，这是液体静压支承第一次展现在世人面前W液体静压支承技术是基于流体静压润滑理论发展起来的新型支承技术，依靠外部的流体压力源向运动副摩擦表面之间供给一定压力的润滑流体，借助流体静压力来承载，将被支承件浮起，具有承载能力大，支承刚度高.使用寿命长、低速无爬行及涙差“均化”效应等优点。图1-7所示为液体静压支承系统原理图.主要由供油系统、补偿元件及支承组成，按运动形式不同可分为宜

2、线运动的液体静压导轨和回转运动的液体静压轴承。从液体静压支承诞生之日起，便引起了世人的关注，欧美等发达国家率先对液体静压支承技术展开了研究，使得液体静压支承技术得到了迅速发展,技术日趋成熟，并广泛应用于制造业、军工设备、航天设备及超精密加工装备。Pf对置油芟支承图1-7液体静压支承系统原理田在液体静压支承设计理论研究方面，液体静压支承研究工作者在对液体静压支承进行了大址的实验和理论研究后，得出了一套比较完备的经验公式〔乔切，并广泛应用在匸程实践中。随着对液体静压支承技术研究的深入，研究人员发现按照经验公式设

3、计出来的液体静压支承其刚度和承我能力与理论计算值存在一定的误差，其主耍原因是：传统静态性能表达式是近似计算公式，计算结果与真实值存在偏差；传统静态性能表达式未包含外负载参数，耒考虑外负载变化对静压支承承载性能的形响；对节流器与油垫的节流特性认识不够深入，未考虑它们的耦合作用对油膜承载特性的影响卩叽孟心斋等（期推导出了新的静态性能表达公式，建立了各性能参数关于负裁的数学模型，可在设计之前确定负载对支承的主要棘态性能的影响，能方便地选择与确定支承在应用时的主要性能参数值，为正确应用液体静压支承提供了可靠的技术基

4、础.采用传统节流器的液体静压支承，支承间隙随外加我荷的增加而减少，油膜刚度低，一定程度上影响了靜压支承的精度，国内外一些学者致力于研究新型的节流器.以进一步提高静压支承的油簇刚度。在文献［40・45］中介绍了一些新型节流器如变隙滑阀节流器.变隙薄板节流器及变径毛细管节流器等，经理论分析和实验验证，使用新型节流器的液体静压支承具有优良的支承性能.能获得更大的静态刚度和承载能力.高殿荣等［妁以PM流蛍控制器作为节流器，推导了静压支承刚度和承我能力关于PM流宦控制器参数比流初始流塑值和泵压的关系表达式，并分析了各

5、参数对静压支承动态特性的影响.为适用不同的工况，液体静压支承的润滑剂己由最初的液压油发展到今天的液压油.水及空气.随着计算机科学技术的发展，液体静压支承的设计己由传统的经验公式设计计算发展为经验公式加有限元数值仿真相结合的设计方法•液体静压支承静态特性研究方面，液体静压支承静态性能主耍包括刚度.承载能力、导轨直线度、主轴回转精度及圆跳动等，这些性能直接关系到超精密加工设备的加工精度。内外学者,对液体静压支承界态性能做了大董的研究工作,得到了许多有价值的研究成果，揭示了形响液体静压支承静态性能的影响因素，为设

6、计出性能优良的液体静压支承提供了理论指导.早期Heller和ShaprioM以数值分析方法计算了液体静压径向轴承的静态特性，得出在高转速及大偏心率情况下，油腔内的压力较离，油腔下游会产生空蚀区域，并会出现锁死现象，当提高供油压力时，这些现象有所改善。Rowe等2—9］对液体静压轴承的设计参数进行了研究，得出在摩擦功率损失最小且油膜算度最小的情况下.有效周向封油面积的最佳值是轴承面税的0.25倍・Ghosh®闵经过研究发现以平均油膜厚度为假设时得出的液体静压径向轴承内的油液压力分布与真实的压力分布存在误差，并

7、经过实验验证了其正确性，得出静压支承封油面内油膜厚度分布不均的结论。SYJeon和首次采用有限元分析软件对液体静压导轨的油膜进行数值模拟分析，得到了支承的静态结构变形和油膜特性变化，并经过实验验证了该方法的正确性。ChunHongPark等佝和刘一磊削对液体静压导轨的幅板变形进行分析，得出液体静压导轨的幅板变形对导轨的静态特性具有不可忽略的影响，并经过实验验证了其研究的正确性。罗恕燕寻少研究了油垫数量对液体静压支承工作台静态性能的形响，得出在其他参数不变的条件下，改变油垫数目，导轨的有效承我面积、流垃.油腔

8、压力等总体变化幅度不大，在承受偏較时，油垫数目的增加对最大位移率、倾纜刚度的彩响较大.Satish等I旳对毛细管节流下圆形、矩形和环形三种油腔的承载特性进行了研究，发现环形油腔的承载能力和油膜刚度最大，矩形油腔次之，圆形油腔址小。Johnson等（冈对静压止推轴承油腔深浅进行了研究，发现浅油腔的油垫比深油腔的油垫具有更好的承载特性；姜继海和刘赵森等对粘度变化对液体静压支承静态性能的够响进行研究，在传统的设计公式中