液体静压导轨及其设计研究

介绍了液体静压导轨工作原理、特点、分类及适用场合，分析了承载能力、油膜刚度、油膜厚度以及导轨间隙等静压导轨设计的影响因素。     

油膜厚度对闭式液体静压导轨性能的影响

为了研究油膜厚度对静压支承的影响,以闭式液体静压导轨为研究对象,确定了导轨系统的初始参数;基于力平衡方程及流量方程,建立了功率损失、静态性能、动态性能的数学模型;将总功率损失、承载能力和静刚度、固有频率、调整时间和动刚度等参数作为导轨的性能指标,利用MATLAB软件定量分析了油膜厚度对导轨性能的影响。研究结果表明:增大油膜厚度,则液体静压导轨的总功率损失增大,调整时间变长,承载能力不变,静刚度、固有频率及动刚度减小。因此,减小油膜厚度,可降低导轨总功率损失,提高静态性能和动态性能。研究结果为工程实际中闭式液体静压导轨静压油膜的设计提供了理论依据。     

油膜厚度对闭式液体静压导轨性能的影响

为了研究油膜厚度对静压支承的影响,以闭式液体静压导轨为研究对象,确定了导轨系统的初始参数;基于力平衡方程及流量方程,建立了功率损失、静态性能、动态性能的数学模型;将总功率损失、承载能力和静刚度、固有频率、调整时间和动刚度等参数作为导轨的性能指标,利用MATLAB软件定量分析了油膜厚度对导轨性能的影响。研究结果表明：增大油膜厚度,则液体静压导轨的总功率损失增大,调整时间变长,承载能力不变,静刚度、固有频率及动刚度减小。因此,减小油膜厚度,可降低导轨总功率损失,提高静态性能和动态性能。研究结果为工程实际中闭式液体静压导轨静压油膜的设计提供了理论依据。     

燕尾静压导轨初始油膜厚度对静动态性能的影响

燕尾静压导轨的工作性能与其选取的初始油膜厚度密切相关。通过对由PM流量控制器调控的燕尾静压导轨进行研究,分析并推导出初始油膜厚度与静压导轨静动性能之间的函数关系。结果表明：增大导轨底层大面和燕尾面初始油膜厚度,都可以提高导轨的承载能力,但提升幅度不大;降低导轨底层大面和燕尾面初始油膜厚度,均会增大低燕尾导轨的静、动态刚度,其中导轨底层大面初始油膜厚度的变化对静刚度影响更大,燕尾面初始油膜厚度的变化则对动刚度影响更大,在实际中应该根据所设计导轨工况选取合适的初始油膜厚度。     

液体圆柱静压导轨设计参数对其性能的影响

为研究液体圆柱静压导轨的初始参数对导轨性能的影响,以内反馈节流形式的液体圆柱静压导轨为研究对象,列出力平衡方程、流量连续性方程,经推导和线性化处理得到液体圆柱静压导轨的线性化微分方程组,利用Laplace变换得到传递函数,推导出液体圆柱静压导轨的数学模型。从时域、频域内分别分析初始油膜厚度、油液黏度、供油压力对导轨性能的影响。研究表明在低频段减小初始油膜厚度、增大油液黏度和供油压力,在高频段增大初始油膜厚度,可增大导轨动态刚度,提高支承的稳定性,减小导轨间隙相对稳态位移值。在高频段,油液黏度、供油压力对液体圆柱静压导轨的动态性能影响不大。研究工作对液体圆柱静压导轨的设计提供参考价值。     

液体静压导轨介绍及在机床上的应用

本文具体介绍了液体静压导轨的原理和分类,对不同类型静压导轨的使用场合及油膜刚度比较进行了阐述,简单介绍了机床上普遍使用静压导轨的部位。     

力载荷下液体静压导轨的主动振动分析

以力载荷下的液体静压导轨为对象,建立了闭式导轨、开式导轨的主动振动模型,推导了系统的油膜刚度、阻尼系数的计算公式,计算了简谐、非简谐周期载荷下导轨系统的固有频率、幅值及相角,从理论上分析了设计参数对导轨系统的固有频率、幅值的影响。以闭式液体静压导轨为例,对导轨系统的固有频率、幅值放大系数进行了分析,结果表明：调整油腔压力、油膜厚度均可改变导轨系统的固有频率;力载荷作用下导轨的幅值放大系数基本上不受油腔压力的影响,而随油膜厚度的增大、油液温度的升高、载荷频率的降低而增大。详细地分析了力载荷下液体静压导轨的主动振动,为工程实际中减少导轨振动、提高加工精度提供了参考依据。     

静压圆柱导轨系统静态刚度理论模型研究

静态刚度是静压圆柱导轨系统的重要性能指标,然而到目前为止尚未见到该类导轨静态刚度的理论模型。研究建立静压圆柱导轨五自由度静态刚度模型,考虑到静压圆柱导轨系统是由导柱与静压直线轴承的串联系统,首先,给出了工作台位移与导柱变形、静压直线轴承位移之间的几何关系,并根据静压圆柱导轨五自由度静态刚度的定义,推导了各刚度系数的数学表达式;其次,基于梁弯曲变形理论,采用线性叠加原理推导导柱在轴承油膜力作用下的变形方程;再次,基于静压理论,运用高斯积分推导了考虑导柱挠曲影响的轴承油膜承载能力模型,提出了轴瓦相对导柱的位移计算方法;最后,搭建了静压圆柱导轨刚度测试装置,完成了五自由度静态刚度的测试,验证了理论模型。结果表明：建立的静压圆柱导轨五自由度静态刚度模型精度高,可为静压圆柱导轨静态特性计算奠定理论基础。     

恒流静压导轨在立车上的应用

C5263立车的最大加工件重量为80吨,根据需要,要加工重150吨的工件,为此,我们和广州机床研究所共同协作,将工作台的动压导轨改为恒流静压导轨。静压导轨是利用外界压力,将工作台浮起,在导轨间建立起足够的油膜后才运转,克服了动压导轨低速重载时难于形成油膜的缺点。导轨的设计有节流器的限压式静压导轨,油泵供油路上用溢流阀限制在一定的压力下工作,恒流静压导轨是在全流量下工作,它有如下特点。     

一种改善静压导轨机械特性的新方法

液体静压导轨的承载能力和油膜刚度是衡量其性能的两个技术指标。为满足高精密数控机床对静压导轨性能要求,基于局部压力损失理论提出了一种新型高液阻液体静压导轨。通过仿真分析了新型高液阻静压导轨封油面上的油槽位置、宽度和深度对油腔压力的影响。研究表明,在静压导轨的封油面上开设结构参数合理的油槽可提高液体静压导轨的油腔压力。实验结果验证了所设计的高液阻静压导轨能有效提高液体静压导轨的承载能力和刚度。     

定量供油开式液体静压环形导轨油膜厚度研究

简要介绍了定量供油开式液体静压环形导轨的结构、工作原理,并进行了油膜厚度计算及油膜刚度分析,可为该种静压导轨油膜厚度的确定提供参考。     

一种改进型液体静压导轨在机床中的应用

文中简要介绍了液体静压导轨的结构、工作原理,并根据其特点进行设计计算,合理选择转台及承载能力,以保证静压导轨有合理的油膜厚度。     

立式车床静压导轨的设计

静压导轨具有摩擦系数小、导轨磨损少、进给速度的变化对油膜刚度的影响小、低速运动时速度均匀等特点,因此在重型及超重型立车上较多采用静压导轨。文中以准12.5m立车为例,介绍了其静压导轨设计过程及相关参数的选择。     

机床液体静压导轨油膜厚度确定的研究

从功率损失、油膜刚度等方面,介绍了机床液体静压导轨最佳油膜厚度的确定方法,对实际油膜厚度的设计具有指导意义.     

竖直静压圆柱导轨系统运动误差理论模型研究

针对双面抛光机床中竖直静压圆柱导轨运动误差影响被加工零件平行度的难题,提出一种基于压力油膜误差均化效应的运动误差理论模型。考虑圆柱导轨轮廓误差并对油膜厚度进行均化处理,建立圆柱导轨轮廓误差分析模型,求解各油垫的油膜承载力,量化竖直静压圆柱导轨系统在运动过程中产生的线性偏差和角度偏差。进一步,从初始设计油膜间隙、设计节流比、供油压力三个方面研究圆柱导轨轮廓误差对运动误差的影响机制。通过实验测得圆柱导轨轮廓误差曲线,并根据最小二乘法进行数据拟合,得到圆柱导轨轮廓误差函数并计算出实际倾角误差。圆柱导轨轮廓误差模型的计算结果与仿真结果相差2.4%,与实验结果相差9.2%,圆柱导轨轮廓误差模型适用于工程实践。结果表明：建立的竖直静压圆柱导轨系统运动误差理论模型精度高,可为竖直静压圆柱导轨精度分析和工程应用提供理论基础。     

液体静压导轨油膜厚度的控制方案

为了保证在不同栽荷条件下,机床静压导轨具有良好的运动精度和低速平稳性,必须对液体静压导轨的油膜厚度进行有效的控制.在介绍了液体静压导轨的工作原理后,提出了基于直流调速和矢量变频调速的两种油膜厚度控制方案,并比较了两种方案的优缺点.研究结果表明:采用矢量变频调速的油膜厚度控制方案,在保证控制精度的同时,可以使系统的成本降低,系统的可维护性和节能效果更好.     

落地铣镗床X轴静压导轨设计

本文介绍了一种恒流闭式静压导轨的设计计算方法,通过对滑枕处于不同位置时X轴静压导轨各腔油膜厚度及压力的计算,选择合适的多头泵,验证油腔布局的合理性,提高了X轴静压导轨的精度和稳定性。     

重型机床垂向导轨副应用恒流闭式静压导轨的设计

介绍了静压导轨的特点和应用状况,全面阐述了将静压导轨技术应用于重型机床垂向导轨副的设计过程,包括工作原理、油膜刚度、油腔布置、供油回油系统、系统调试测试及该技术的应用成果和范围。     

液体补偿静压导轨在导轨磨床上的应用

液体静压导轨具有摩擦系数小、抗震性能好,油膜刚度高等优点,不仅能够长期保持导轨精度,而且运动平稳低速无爬行,因此获得了广泛应用。本文要介绍的是为了利用静压油膜的可控性来自动校正母导轨精度误差,以提高被加工导轨的精度和控制其误差方向。我所在自制的一台五米单臂导轨磨床上采用静压导轨补偿装置做试验。补偿装置能在微量的尺寸(0.05毫米)范围内补偿导轨的加工误差。如磨床本身的误差,滑台移动时导轨变形引起的误差,安装误差,温度变形和基楚变形引起的误差等。而且根据要求,可将导轨磨成凹形或凸形。现将这台磨床的静压补偿导轨简…     

直驱转台双静压导轨油膜刚度与承载力研究

静压导轨是现代重型精密机床的关键部件,其油腔油膜刚度大小直接影响着直驱转台的刚度和固有频率,进而直接影响到工件的表面质量与加工精度,因此对于油膜刚度的分析有着重要的意义。针对静压导轨的工作原理进行了阐述,建立了静压导轨油腔模型,在此基础上对铣车复合加工中心在车、铣工况下的油膜刚度进行了计算,并且以MATLAB为工具得到了切削轴向分力和工件重量对油膜刚度、厚度的影响曲线。研究表明,随着轴向力和工件重量变大,油膜刚度近似线性增大,油膜厚度非线性减小,减小速度原来越慢。