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静压导轨的工作原理及特点

2013-07-19 10:30阅读:
  液体静压导轨是在两个相对运动的导轨面间,输人具有一定压力的液压油,进人导轨面间相应的各油腔内,产生承载力,将移动件浮起,在导轨间形成一层具有一定刚度的油膜,将移动件和床身分开。油腔内的液压油,通过间隙从四周封油面流出。工作过程中,导轨面上油腔中的油压能随着外载荷的变化自动调节,以平衡外载荷,保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。
  液体静压导轨通常将移动件的导轨面分成若干段,每一段相当于一个独立的油垫支承,每个支承由油腔和封油面组成。来自油栗并经过滤的油液,经过节流器节流后进人导轨油腔。当导轨面上有足够的总压力平衡移动件的重量时,支承即被浮起,此时油液通过上、下支承的间隙h流出,压力降为零。
  当浮起量大于支承上、下两个平面的表面不平度时,即形成纯液体摩擦。
  当作用在上支承的载荷F增大时,则上支承有下沉的趋势,油膜被压缩,导轨面间的油液外流的液阻增大,由于节流器的调压作用,使油腔压力Pr随之增大(在承载能力范围内),以平衡外载荷。当采用固定节流器时,如略去油的黏度变化对油腔压力及油膜厚度的影响,则有PrhtPr^常数,油腔压力Pr与油膜厚度h的三次方成反比,油膜微小变化就可获得较高的油膜刚度与承载能力。当采用可变节流器时,则能获得近似于无穷大的油腔刚度。
  液体静压导轨有以下优点:
  (1)由于导轨面间是纯液体摩擦,其摩擦系数极小(约为0.0005左右),故驱动功率可大大降低;(2)因系纯液体摩擦,故导轨不会磨损,寿命长,能长期保持制造精度,减少了维修工作量;(3)油膜厚度几乎不受速度的影响,即使在极低速时,也不会产生爬行;(4)油膜承载能力大,刚度髙,吸振性良好,导轨运动平稳;(5)油膜具有误差均化作用,可提高导轨运动精度。
  缺点:需要一套具有良好过滤效果的液压装置。
  结合我公司所研发重型卧式车床的结构形式:最大回转直径ff6300nun,机床中心高3180mm.机床承重120t,机床床身导轨宽420mm,床身宽2050mm。刀架进给速度最小lmm/min。因此运动部件刀架、床鞍、尾座重撒大,单件重均超过30T,进给速度慢。采用在导轨面间粘贴软带或导轨板的方式,切削进程中,刀架和床鞍的移动不但会在导轨面间有较大的摩擦力,易使床鞍、刀架的移动低速时产生振动和爬行现象,而且加快导轨面的磨损,影响机床精度,
同时进给电机功率、扭矩都要选择较大规格。采用静压导轨,不但避免导轨面的磨损,提髙导轨运动精度,而且电机驱动功率也大大降低。
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