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静压导轨的类型和工作原理

2021.03.18

静压导轨的类型


导轨是机床和某些机械设备中用来支承及导向的重要元件。按摩擦性质和结构形式不同,有滚动导轨和滑动导轨两类,液体静压导轨属于滑动导轨一类。液体静压导轨的类型很多,一般是如下两种方法进行分类:一是按供油方式;二是按导轨结构。具体分类如下图:


 

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习惯上,人们多从节流形式和导轨形式上来称呼静压导轨,例如毛细管节流开式静压导轨,双面薄膜反馈节流闭式静压导轨等等。

 

静压导轨工作原理

1、开式静压导轨工作原理

开式静压导轨,是指导轨只设置在床身的一边,并在开式导轨上开若干个油腔,不能限制工作台从床身上分离的静压导轨。

开式静压导轨.jpg

▲开式静压导轨

从油泵输出的具有一定压力的润滑油、经过节流器后进入导轨相应的各油腔内,产生承载力,将工作台浮起,一层油膜将工作台和床身分开。油腔内的润滑油,通过间隙从四周封油面流出。

根据工作台的运动方向,有直线运动和回转运动的开式静压导轨。

 2、闭式静压导轨工作原理

闭式静压导轨,是指导轨设置在床身的几个方向,并在闭式导轨的各个方向的工作面上开若干个油腔,能限制工作台从床身上分离的静压导轨。闭式静压导轨的工作原理与静压轴承基本相同。

闭式静压导轨.jpg

▲闭式静压导轨

根据工作台的运动方向,有直线运动和回转运动的闭式静压导轨。

3、卸荷静压导轨工作原理

从油泵输出的具有一定压力的润滑油,经过节流器(或溢流阀)分别流进导轨各油腔。导轨油腔形成的承载力,分担了运动部件(工作台)所承受的一部分载荷(包括工作台自身重量、工件重量和切削力),使导轨面的比压减少,从而减少导轨面的摩擦阻力和磨损。

卸荷静压导轨.jpg

▲卸荷静压导轨

卸荷静压导轨在工作过程中,工作台和床身两导轨面是直接接触的,虽然没有一层油膜将两导轨面分开,但由于导轨接触表面有宏观和微观不平度,故润滑油在导轨接触表面之间尚有少量流动。

根据工作台的运动方向,有直线运动和回转运动两种。

 

各种形式静压导轨的特点和应用

1、开式静压导轨

特点:

(1)承受正方向垂直载荷的性能较好,承受偏载引起的倾覆力矩的性能较差

(2)结构简单,加工和调整比较方便

(3)一般多采用毛细管节流器和单面薄膜反馈节流器

应用:用于载荷比较均匀,偏载引起的倾覆力矩较小的机床和机械设备。

2、闭式静压导轨

特点:

(1)承受正反方向垂直载荷和偏载引起的倾覆力矩的性能好

(2)运动精度高,动态性能好

(3)结构较复杂,加工和调整比较麻烦

(4)一般多采用毛细管节流器和双面薄膜反馈节流器

应用:用于载荷不均匀,偏载引起的倾覆力矩较大的机床和机械设备,或用于精密的机床和机械设备。

3、卸荷静压导轨

特点:

(1)工作台和床身两导轨面直接接触,导轨面的接触刚度很大

(2)结构和开式静压导轨相同。结构简单,加工方便

(3)可以采用溢流阀直接控制油腔压力,或者每个油腔连接一个、两个节流器。油腔连接两个节流器,能保证节流器稳定、可靠地工作。

应用:适用于要求导轨的接触刚度大,同时又要减少导轨磨损,工作台在低速下运动均匀的机床和机械设备。也适用于运动部件特别长的机床和机械设备。


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LINCH是一家集科研、制造、销售为一体,专业提供全套流体静压轴承系统的高科技公司,特色产品为流体静压主轴、动静压主轴、静压转台、静压导轨,具有回转精度高、刚度大、抗振性好、精度寿命长的特点,主要用于高效率、高转速、高精度数控加工设备。