液体静压轴承的设计与应用
液体静压轴承的设计与应用
液靜壓軸承的設計與應用
Design and Application of Hydrostatic Bearings
工研院 機械所 黃華志
2008.05.05
© 黃華志 /ITRI/970505
1
內容大綱
流體軸承的分類與發展 液靜壓軸承的潤滑原理 液靜壓軸承系統簡介 液壓軸承的種類與構型 液靜壓軸承的設計考量 液靜壓軸承的工業應用例
© 黃華志 /ITRI/970505
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靜壓軸承的發展歷史
1780 C.A. Coulomb: 發現磨擦力並提出動、靜磨擦係數的概念。 1854 G. A. Hirn:研究流體動壓潤滑，並提出可用氣體作為軸承潤滑液的新觀念。 1862 L.D. Girard: 發明液靜壓軸承應用於火車車輪軸承雛形，磨擦係數為 0.002 (註 : 滾動軸承為0.01，普通滑動軸承為0.1) ，於 1878年巴黎工業博覽會全世界首次發表。 1883 N. Petrov:對流體潤滑之磨擦效應首先提出理論解。 1883 B. Tower:發現有外負載的油潤頸軸承對應的局部壓力遠高於其平均壓力，並指 出完全流體潤滑是可行的。 1886 O. Reynolds:在不知道 N. Petrov理論情況下，提出分析層流之流體薄膜方程式， 成功的解釋B. Tower的結果。 1932 H.W. Swift ， 1933 W Stieber:提出針對Reynolds Eq.的流體邊界條件。 1938: 美國加州 Polomar山上ψ200吋(5.08m)、重445公噸之Hale天文望遠鏡，首次使用 六個 28吋 (71.1cm)正方形液靜壓平面軸承墊 (每墊有四個油腔 ) ，油膜厚度為 0.127mm ， 磨擦係數為 0.000004 ， 旋轉時僅需1/12hp (62W)馬達作驅動。 1941 Christopherson:首先提出求解Reynolds Eq.的數值分析法。 1947 D.D. Fuller:發表一系列靜壓軸承設計與計算論文與專書，因而推動其廣泛應用。 1948: 法國工業界首先在工具機磨床上使用液靜壓軸承。 1930-1950: 應用於國防工業的陀螺儀，飛彈致動器與人造衛星之軸承。 1960-:廣泛應用於渦輪發電機、牙科鑽頭、 精密儀器與工具機之軸承。 1970-1980:電腦與軟體程式大幅使用在靜壓軸承的設計與(最佳化)分析。 1990-:因應精微加工之工具機需求大增，靜壓軸承再度成為眾所矚目之焦點。
液体静压双向止推轴承的设计与分析
液体静压双向止推轴承的设计与分析液体静压轴承由于具有一系列优点而被广泛应用于各种精密及重型机械中。
分析研究了液体静压止推轴承的结构形式及其工作原理；根据实际应用需求，在一台大型立式车床的主轴系统上，采用小孔节流及周向回油槽等结构形式，设计了液体静压双向止推轴承的结构，并设计计算了其主要参数。
标签：液体静压轴承结构工作原理设计0 引言液体静压止推轴承的主要特点是静摩擦系数极小，承载能力高并且和转速无关，转盘的启动转矩小，使用寿命长，而且由于液体油膜有非常好的阻尼特性，使得切削时产生的振动较小，主轴回转精度较高。
正是由于具有上述一系列优点，液体静压止推轴承被广泛应用于各种精密机床的运动部件中。
而作为机床设备中的主要部件，其性能的优劣直接关系到设备的加工质量和运行效率。
1 液体静压止推轴承的结构及工作原理根据油腔的结构形式的不同，静压止推轴承的结构形式分为环形油腔静压止推轴承、多油腔静压止推轴承。
对于环形油腔静压止推轴承，这种结构形式结构简单、加工方便，但是只能够承受通过轴心的轴向载荷，无支承倾覆力矩的能力，因此必须与径向静压轴承一起使用。
本文中设计的液体静压止推轴承为外部定量供油轴承。
因为轴承与主轴间的润滑油膜压力主要由外部供油系统供给，借助改变流量补偿轴承载荷的变化来保持主轴的稳定性能的。
因此，静压轴承必须有一套液压供油系统。
供油系统输出的压力油经过节流器或定量阀输送到轴承油腔。
由于油腔四周的封油面与轴径间的配合间隙很小，形成了出流液阻，油腔内形成压力油膜，将受载主轴浮起并实现液体润滑。
2 液体静压止推轴承的结构设计双向止推轴承是两个单向止推轴承的组合，其承载能力是两个单向止推轴承承载能力之差，而刚度与流量分别是两个单向止推轴承刚度与流量之和。
根据要求，加工过程中，主轴系统的总负载约为10000N，因此，为了增加承载能力及提高主轴的定心能力，在止推轴承上、下幅板分别设计八个相同的扇形油腔，两油腔中间设计轴向回油槽，防止油腔内的回流现象，增加系统的稳定性。
圆锥液体动静压轴承设计
圆锥液体动静压轴承设计
孟亚 东，童敏 勇，关志伟
（ 天津 职业技 术 师 范大 学汽 车与 交通 学院 ，天 津 ３ ０ ０ ２ ２ ２ ）
摘要 ：设计 了一个具有混合 式油腔 （ 深腔与浅腔 ）的圆锥液体动静压轴承 ，它 同时具有动压效 应和静压效应 。将 Ｃ Ｆ Ｄ
数值模拟技术应用到液体动静压 轴承的设计计算 中 ，采用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 建立 了完 整的轴承油膜模型 ，导 人 Ｃ Ｆ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ中进行数
２ ０ １ ３年 ８月
机床与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ Ｔ ０ＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＣＳ
Ａｕ ｇ ． ２ ０１ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３
第４ １ 卷 第 １ ５期
Ｖｏ １ ． ４１ Ｎｏ ． １ ５
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １—３ ８ ８ １ ． ２ ０ １ ３ ． １ ５ ． ０ ３ ６
ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｄ ３ ， ｎ ａ ｍｉ ｃ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｄ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｔ ｏ ｇ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ． ＣＦ Ｄ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｈ ｙ ｂ ｉ ｒ ｄ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｉ ｆ ｌ ｍ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗａ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｎ ｉ ｔ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｌ ｅ ｄ ＣＦ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｅ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｉ ｆ ｌ ｍ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ａ ｆ ｔ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ — ｂ ｅ ａ ｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ￣ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ． ＣＦ Ｄ
静压轴承的设计方法(1)
静压轴承的设计方法(1)
静压轴承是一种常见的工业轴承，它通过液体静压力来支撑和
减少机械设备中的摩擦。
静压轴承的设计方法是非常重要的，它直
接影响轴承的性能和使用寿命。
在本文中，我们将探讨静压轴承的
设计方法，以帮助工程师和设计师更好地理解和应用这一技术。
首先，静压轴承的设计需要考虑到工作条件和要求。
这包括轴
承所承受的载荷、转速、温度、润滑方式等因素。
根据这些条件，
需要选择合适的轴承材料、润滑方式和密封结构。
其次，静压轴承的设计需要考虑到轴承的结构和尺寸。
这包括
轴承的内径、外径、长度、壁厚等参数。
这些参数的选择需要考虑
到轴承所承受的载荷和转速，以确保轴承具有足够的强度和刚度。
另外，静压轴承的设计还需要考虑到轴承的润滑方式。
静压轴
承通常采用液体静压力来支撑轴承，因此需要设计合适的润滑系统，包括润滑油的供给方式、压力和流量控制等。
最后，静压轴承的设计还需要考虑到轴承的制造和装配。
这包
括轴承的加工精度、表面质量和装配间隙等因素。
这些因素直接影
响轴承的性能和使用寿命，因此需要在设计阶段充分考虑。
总之，静压轴承的设计方法是一个复杂而关键的过程，它需要综合考虑载荷、转速、润滑、结构和制造等多个因素。
通过合理的设计方法，可以确保静压轴承具有良好的性能和可靠的使用寿命。
静压轴承的原理及应用
０２ ． ５～０． ４ｍｍ。
精度的要求 比动压轴承低； 摩擦副表面上 的压力 比
较均匀 ， 轴承的可靠性和寿命较高； 可精确地获得预 期 的轴承性能； 轴承的温度分布较均匀， 热膨胀 问题
因数 小 、 作 寿 命 长 ； 压 轴 承 有 “ 化 ” 差 的 作 工 静 均 误 用 ， 减 小 制造 中不 精 确性 产 生 的影 响 ， 对 制 造 能 故
其次 ， 节流比。节流 比 Ｂ 的理论值是 １ ～１ ． ． ２ ５
之间 ， 而根 据多 年 的经 验 以 １２ ．５为佳 。这 样在 维修
不 如动 压轴 承严 重 。 静 压 轴承 适 应 的工 况 范 围极 广 ， 载荷 以克计 从
二、 ＝ 薄膜 反 馈 节流器
薄膜 反 馈节 流 轴 承 刚度 是很 大 的 ， 机床 在 运 但 行 中也常 出现抱 瓦 、 拉毛 、 掉压 等现 象 。薄膜 反馈最
的精密仪器到载荷达数千吨的重 型设 备都有采用 静压轴承的。靠外部供给压力油 、 在轴承内建立静 压承载油膜以实现液体润滑的滑动轴承。液体静压 轴承从起动到停止始终在液体润滑下工作， 所以没 有磨损， 使用寿命长， 起动功率小 ， 在极低（ 甚至为零）
中， 需要对主轴的几何精度 、 前后轴瓦的几何精度 、
同轴度 、圆度及锥度进行严格控制 ，以便保证 ｐ 值 。根据机床的承载能力确定 ｅ （ 值 主轴与轴瓦几
何 中心的偏心量 ）使 １ ， ３值最佳。 第 三 ， 油 腔 在 不 装 主 轴 时 ， 个 出 油 口的油 各 各 柱 必 须 一致 （ 察 法 ）若 不 一 致 ， 采 取 改 变 节 流 观 ， 应
(完整版)液体静压轴承
液体静压轴承yeti jingya zhoucheng液体静压轴承hydrostatic bearing靠外部供给压力油、在轴承内建立静压承载油膜以实现液体润滑的滑动轴承。
液体静压轴承从起动到停止始终在液体润滑下工作,所以没有磨损,使用寿命长，起动功率小，在极低（甚至为零）的速度下也能应用。
此外，这种轴承还具有旋转精度高、油膜刚度大、能抑制油膜振荡等优点，但需要专用油箱供给压力油，高速时功耗较大。
简史 1862年，法国的L.D.吉拉尔发明液体静压轴承,指出摩擦系数可小至1/500。
1917年，英国科学家瑞利发表求解液体静压推力轴承的承载能力、流量和摩擦力矩方程。
1938年，美国在大型天文望远镜上应用液体静压轴承，承载总重量500吨,每昼夜转动一周，驱动功率仅1/12马力。
1948年法国开始把液体静压轴承用于磨床上。
现代液体静压轴承已成功地用于重型、精密、高效率的机器和设备上。
分类液体静压轴承分径向轴承、推力轴承和径向推力轴承(图1[液体静压轴承的类型])。
它有供油压力恒定和供油流量恒定两种系统。
供油压力恒定系统较为常用。
作用原理图2 [供油压力恒定系统的液体静压轴承]为供油压力恒定系统的液体静压轴承和轴瓦的构造。
外部供给的压力油通过补偿元件后从供油压力降至油腔压力，再通过封油面与轴颈间的间隙从油腔压力降至环境压力。
多数轴承在轴不受外力时,轴颈与轴承孔同心,各油腔的间隙、流量、压力均相等，这称为设计状态。
当轴受外力时轴颈位移，各油腔的平均间隙、流量、压力均发生变化，这时轴承外力与各油腔油膜力的向量和相平衡。
补偿元件起自动调节油腔压力和补偿流量的作用，其补偿性能会影响轴承的承载能力、油膜刚度等。
供油压力恒定系统中的补偿元件称为节流器，常见的有毛细管节流器小孔节流器滑阀节流器、薄膜节流器等多种。
供油流量恒定系统中的补偿元件有定量泵和定量阀补偿元件不同,轴承载荷-位移性能也不同（图3[不同补偿元件液体静压径向轴承的载荷-位移性能比较]）由于轴的旋转,在轴承封油面上有液体动压力产生,有利于提高轴承的承载能力。
液体静压支承原理和设计
液体静压支承原理和设计引言：液体静压支承是一种基于液体的力学原理，通过液体的静压力来实现物体的支撑和平衡。
它在工程领域中被广泛应用，特别是在高精度和高速运动的机械系统中。
本文将介绍液体静压支承的原理和设计方法，并探讨其在工程实践中的应用。
一、液体静压支承的原理液体静压支承的原理基于帕斯卡定律，即在静止的液体中，液体对任何内表面的压力都是相等的。
液体静压支承利用这一原理，通过在物体的底部注入压力大于外界压力的液体，使液体在物体底部形成一个压力区域，从而达到支承和平衡物体的目的。
二、液体静压支承的设计1. 选用合适的液体：液体静压支承的设计首先需要选用合适的液体。
一般情况下，低粘度的液体更适合用于高速旋转的机械系统，而高粘度的液体则适合用于承载重量较大的物体。
同时，液体的温度特性也需要考虑，以确保在不同温度下系统的工作稳定性。
2. 设计支承结构：液体静压支承的设计需要考虑支承结构的形状和尺寸。
一般情况下，支承结构可以设计成圆形、方形或其他形状，以适应不同的物体形态。
支承结构的尺寸需要根据物体的负载和运动速度来确定，以确保支承结构的稳定性和可靠性。
3. 注液系统的设计：注液系统是液体静压支承中的关键组成部分，它负责将液体注入支承结构中。
注液系统的设计需要考虑注液的流量、压力和精度。
流量和压力的选择需要根据物体的负载和运动速度来确定，而精度的选择则需要考虑系统的工作要求和控制能力。
4. 控制系统的设计：液体静压支承的工作需要通过控制系统来实现。
控制系统的设计需要考虑物体的位置和姿态的控制精度，以及系统的响应速度和稳定性。
同时，控制系统还需要具备故障检测和故障处理的功能，以确保系统的安全和可靠性。
三、液体静压支承的应用液体静压支承在工程实践中有广泛的应用，特别是在高精度和高速运动的机械系统中。
以下是一些典型的应用案例：1. 高速轴承：液体静压支承可以用于高速轴承系统，实现轴承的支持和平衡。
它具有较高的承载能力和较低的摩擦损失，可以提高轴承的工作效率和寿命。
液体动静压电主轴关键技术综述
液体动静压电主轴关键技术综述一、本文概述本文旨在对液体动静压电主轴的关键技术进行全面的综述。
液体动静压电主轴，作为一种高精度、高稳定性的主轴系统，广泛应用于数控机床、精密加工设备以及超精密制造领域。
本文将从液体动静压电主轴的基本原理、关键技术、应用领域以及发展趋势等方面进行深入探讨，以期为读者提供全面而深入的理解。
本文将介绍液体动静压电主轴的基本原理，包括其结构特点、工作原理以及与传统主轴的区别。
将重点分析液体动静压电主轴的关键技术，如液体动静压技术、电主轴驱动技术、高精度轴承技术等，并对这些技术的现状和发展趋势进行详细阐述。
本文还将对液体动静压电主轴在各个领域的应用进行概述，以展示其在现代制造业中的重要地位。
本文将展望液体动静压电主轴的未来发展趋势，探讨其在新材料、新工艺以及智能制造等领域的潜在应用，以期为我国制造业的转型升级提供有益的参考。
通过本文的综述，读者可以对液体动静压电主轴的关键技术有更加清晰的认识，为相关研究和应用提供有益的借鉴。
二、液体动静压电主轴的基本原理液体动静压电主轴是一种集成了液体动静压技术和电主轴技术的高精度、高刚度、高转速主轴装置。
其基本原理主要包括液体动静压原理和电主轴原理两部分。
液体动静压原理是基于帕斯卡定律和流体力学原理，通过特定的供油系统和油腔设计，使主轴在高速旋转时，主轴与轴承之间形成一层均匀、稳定的油膜，从而实现主轴的液体动压支撑。
这种支撑方式不仅可以显著降低主轴与轴承之间的摩擦，提高主轴的旋转精度和稳定性，还能有效吸收振动和冲击，延长主轴的使用寿命。
电主轴原理则是通过内置电机直接驱动主轴旋转，省去了传统的传动机构，从而实现了主轴的高速化、高精度化和高刚度化。
电主轴具有结构紧凑、重量轻、动态响应快等优点，能够满足现代高精度加工设备对主轴的高性能要求。
在液体动静压电主轴中，液体动静压技术和电主轴技术相互融合，形成了独特的工作原理。
一方面，液体动静压技术为电主轴提供了稳定、可靠的支撑，保证了电主轴的高速旋转精度和稳定性；另一方面，电主轴的高速旋转又促进了油膜的均匀分布和稳定形成，进一步提高了液体动静压技术的效果。
液体静压轴承
液体静压轴承yeti jingya zhoucheng液体静压轴承hydrostatic beari ng靠外部供给压力油、在轴承内建立静压承载油膜以实现液体润滑的滑动轴承。
液体静压轴承从起动到停止始终在液体润滑下工作，所以没有磨损，使用寿命长，起动功率小，在极低（甚至为零）的速度下也能应用。
此外，这种轴承还具有旋转精度高、油膜刚度大、能抑制油膜振荡等优点，但需要专用油箱供给压力油，高速时功耗较大。
简史1862年，法国的L.D.吉拉尔发明液体静压轴承，指出摩擦系数可小至1/500。
1917年，英国科学家瑞利发表求解液体静压推力轴承的承载能力、流量和摩擦力矩方程。
1938年，美国在大型天文望远镜上应用液体静压轴承，承载总重量500吨，每昼夜转动一周，驱动功率仅1/12马力。
1948年法国开始把液体静压轴承用于磨床上。
现代液体静压轴承已成功地用于重型、精密、高效率的机器和设备上。
分类液体静压轴承分径向轴承、推力轴承和径向推力轴承（图1［液体静压轴承的类型］田丄.蚁4"上细求的'匹）。
它有供油压力恒定和供油流量恒定两种系统。
供油压力恒定系统较为常用。
）由于轴的旋转，在轴承封油面上有液体动压力产生 ，有利于提高轴承的承统的液体静压轴承和轴瓦的构造。
外部供给的压力油通过补偿元件后从供油压力降至油腔压力，再通过封油面与轴颈间的间隙从油腔压力降至环境压力。
多数轴承在轴不受外力时 ，轴颈与轴承孔同心，各油腔的间隙、 流量、压力均相等，这称为设计状态。
当轴受外力时轴颈位移，各油腔的平均间隙、流量、压力均发生变化， 这时轴承外力与各油腔油膜力的向量和相平衡。
补偿元件起自动调节油腔压力和补偿流量的作用，其补偿性 能会影响轴承的承载能力、油膜刚度等。
供油压力恒定系统中的补偿元件称为节流器，常见的有毛细管节流 器•小孔节流器•滑阀节流器、薄膜节流器等多种。
供油流量恒定系统中的补偿元件有定量泵和定量阀补偿元件不同，轴承载荷-位移性能也不同（图3［不同补偿元件液体静压径向轴承的载荷-位移性能比较］作用原理图2 ［供油压力恒定系统的液体静压轴承为供油压力恒定系KJtWtfl 3俱笛匹労區定藝呢二匚圖*卜栏无件池“體世铉直晁术的就幕-代护扛隹比较载能力。
液体静压轴承工作原理
液体静压轴承工作原理介绍液体静压轴承是一种常见的机械元件，广泛应用于各种旋转机械中。
它通过在轴套和轴承之间形成一层液体膜，在轴与轴承之间提供支撑和摩擦减小的作用。
本文将深入探讨液体静压轴承的工作原理。
工作原理液体静压轴承利用液体静压效应来支撑轴与轴承之间的载荷。
当轴在轴承上运动时，液体静压轴承可以有效地减少摩擦和磨损，提供良好的支撑力和稳定性。
1. 原理一：液体隔离液体静压轴承的第一原理是通过液体的隔离来实现轴与轴承之间的支撑。
在轴承的内、外壁之间形成一个封闭的空间，该空间由液体填充。
当轴运动时，液体在轴承内形成一个液体膜，使得轴与轴承之间实现了隔离，减少了直接的金属接触和摩擦，从而提高了轴承的使用寿命。
2. 原理二：压力平衡液体静压轴承的第二原理是通过液体的压力平衡来实现支撑。
在液体静压轴承内部，液体会受到外部施加的压力，这个压力通过轴与轴承之间的间隙传递到液体，使液体产生一个与轴向相反的压力。
这个压力可以平衡轴承所受到的外部载荷，从而实现对轴的支撑。
3. 原理三：液体黏性液体静压轴承的第三原理是通过液体的黏性来实现摩擦减小。
液体具有一定的黏性，当轴运动时，液体黏性产生的内摩擦可以减小轴与轴承之间的相对速度，对轴承起到一定的减摩作用。
4. 原理四：液体冷却液体静压轴承的第四原理是通过液体的冷却来降低轴承的温度。
液体在高速旋转的轴上形成的液膜可以起到冷却的作用，将热量带走，保持轴承的正常工作温度。
优点与应用液体静压轴承相比于其他类型的轴承具有一些明显的优点，因此广泛应用于各种机械设备中。
1. 优点一：载荷能力高液体静压轴承的载荷能力很高，能够承受大的径向和轴向载荷。
这使得它在工业机械领域中得到广泛应用，能够提供可靠的支撑和稳定性。
2. 优点二：摩擦小液体静压轴承的液体膜可以有效减少摩擦和磨损，从而延长轴承的使用寿命。
对于高速旋转的轴，液体静压轴承能够提供良好的摩擦减小效果，减少能量损耗。
3. 优点三：工作平稳液体静压轴承通过液体的隔离和压力平衡，能够实现对轴的稳定支撑，使得机械设备的工作更加平稳，减少振动和噪音。
几种典型液体静压轴承结构特点与应用
几种典型液体静压轴承结构特点与应用本文介绍了几种典型的、使用场合较多的液体动静压轴承的结构及特点，并举了各种动静压轴承在机床上应用的实例及效果。
液体动静压轴承精度高、刚度大、寿命长、吸振抗震性能好，主要用于精密加工机械及高速、高精度设备的主轴。
既可用于旧机床改造，也可用于新机床配套。
采用动静压轴承可以完全恢复机床因主轴轴承问题而丧失的加工精度和表面粗糙度；提高机床主轴精度和切削效率；并可多年连续使用而不需维修。
多年来我国一些企业采用动静压轴承为新机床配套和进行国产和进口旧机床设备改造，均获得了满意的使用效果和显著的经济效益。
液体动静压轴承综合了静压轴承的优点，消除了这两种轴承的不足。
其特点是采用整体式轴承与表面深浅腔结构油腔轴承系统工作时主轴被一层压力油膜浮起，主轴为经电机驱动已悬浮在轴承之间发生机械摩擦与磨损，从而提高轴承寿命且有良好的精度保持性。
当电机驱动主轴旋转时，轴承油腔内由于阶梯效应自然形成动静压承载油膜，轴承成为具有静压压力场的东压滑动轴承。
与三块、五块瓦相比，动静压轴承为整体式使结构，轴承与箱体孔接触面积大，为刚性连接，是油膜刚度得到充分的发挥利用。
主轴工作时，油膜刚度是轴承静态刚度与动态刚度的叠加，有很强的承载能力。
压力油膜的“均化”作用可使主轴回转精度高于轴颈和轴承的加工精度。
一、静压轴承的几种典型结构及特点液体动静压轴承所采用油腔结构、节流器与静压轴承相比均不相同。
静压轴承采用的固定节流器有“小孔”、“毛细管”等，可变节流器大多设置在轴承外部的静止部位，结构复杂，使用时常因节流器出面截流面太小，油液杂质易堆积而发生堵赛。
早期设计的动静压轴承为浅腔结构，分有节流器和无节流器两种。
图1为节流器的动静压轴承，深腔与浅腔形成静压腔，浅腔兼备节流功能。
压力油ps 进入中间环槽后，流入深腔和浅腔，经两端的轴向封油面排出，当主轴在轴承中高速旋转时，由于浅腔同轴向封油面台阶及主轴中心的轴承中微小偏心，自然形成楔形油膜而产生动压承载油膜。
液体静压支承原理和设计
液体静压支承原理和设计介绍在机械工程领域中，液体静压支承是一种常用的技术。
它利用液体的性质来实现对机械装置的支撑和减震，使得设备在高速运转中保持稳定和可靠性。
本文将深入探讨液体静压支承的原理和设计方法，并对其应用领域进行介绍。
原理液体静压支承的原理基于液体的压力传递和流动特性。
当液体被封闭在两个平行的表面之间时，它会受到压力的作用，从而产生一个逆向的力，使其能够抵抗外部载荷。
这种力的大小取决于液体的性质和封闭空间的形状。
设计要点设计液体静压支承系统时，需要考虑以下要点：1. 密封性为了实现液体静压支承的效果，封闭空间必须具有良好的密封性。
任何液体泄漏都会导致支承效果降低甚至失效。
2. 液体的选择液体的选择是液体静压支承设计的关键。
一般情况下，选择具有低粘度和高压缩性的液体效果更好。
同时，液体的化学稳定性也是一个重要的考虑因素。
3. 支承载荷的计算根据设备的重量和运行条件，需要计算支承载荷。
这个计算包括静载荷和动载荷的考虑，以确保系统的稳定性和可靠性。
4. 支承间隙的设计支承间隙的设计是液体静压支承系统设计的重要环节。
过小的间隙会导致摩擦和液体温升，而过大的间隙会导致支承效果降低。
应用领域液体静压支承广泛应用于以下领域：1. 高速旋转机械液体静压支承能够提供良好的减摩和强大的支持力，因此广泛应用于高速旋转机械，如离心压缩机、离心泵等。
2. 精密加工设备在精密加工设备中，液体静压支承能够提供稳定的支撑和高精度的工作环境，使得加工过程更加精确。
3. 航空航天领域在航空航天领域，液体静压支承被广泛应用于发动机、涡轮机等设备中。
它能够提供可靠的支持和减震效果，确保设备在高速运行中的安全性和可靠性。
结论液体静压支承是一种重要的支撑技术，它通过利用液体的性质来实现对机械装置的支持和减震。
设计液体静压支承系统需要考虑密封性、液体选择、支承载荷计算和支承间隙等要点。
此外，液体静压支承被广泛应用于高速旋转机械、精密加工设备和航空航天领域。
液体静压轴承的原理应用书籍
液体静压轴承的原理应用书籍1. 简介液体静压轴承是一种利用液体的压力作为支撑和减小摩擦的装置，广泛应用于工业机械、航空航天、汽车等领域。
为了深入了解液体静压轴承的原理和应用，以下是一些值得推荐的书籍，可以帮助读者全面了解和掌握这一领域的知识。
2. 《液体静压轴承技术》该书是液体静压轴承方面的经典著作，由国内知名专家编写。
内容包括液体静压轴承的基本原理、液体动力学、轴承设计、性能评估等方面。
书中使用了大量的图表和示意图，以便读者更好地理解和应用液体静压轴承技术。
2.1 液体静压轴承的基本原理•介绍了液体静压轴承的工作原理，包括压力分布、摩擦力和承载能力等基本概念。
•阐述了液体静压轴承与其他类型轴承的区别和优势。
2.2 液体动力学•解释了液体在轴承中的流体力学特性，包括压力波、涡旋和湍流等现象。
•讨论了液体静压轴承中的摩擦和密封问题，并提供了相应的解决方法。
2.3 轴承设计•介绍了液体静压轴承的设计原则和方法。
•提供了常见轴承设计案例，并对其优化和改进进行了分析。
2.4 性能评估•讨论了液体静压轴承的性能评估方法，包括载荷能力、刚度和稳定性等指标分析。
•介绍了一些常用的性能测试方法和实验设备。
3. 《液体静压轴承应用实例》该书主要通过一系列实例，介绍了液体静压轴承在不同行业中的应用。
内容涵盖了航空航天、汽车工业、电力设备等领域，并详细说明了液体静压轴承在这些领域的优势和效果。
3.1 航空航天领域•介绍了飞机发动机、涡轮机和导向系统中的液体静压轴承应用案例。
•分析了液体静压轴承在提高航空器性能和可靠性方面的作用。
3.2 汽车工业领域•描述了发动机、变速器和传动系统中的液体静压轴承应用情况。
•强调了液体静压轴承在汽车工业中的降噪、降温和提高燃油效率等方面的优势。
3.3 电力设备领域•讨论了液体静压轴承在涡轮发电机组和液流泵站中的应用。
•分析了液体静压轴承在电力设备中提高效率和减少能耗的效果。
4. 《液体静压轴承的发展与前景》该书主要关注液体静压轴承的发展趋势和未来前景，针对目前存在的问题和挑战进行了深入探讨。
辊压机液体静压轴承的设计及性能研究
式 中 ：Ａ为长径 比，Ａ＝Ｄ Ｌ 为周 向坐标 ；Ｙ为轴 ／； 向坐标 ； ｈ为油 膜厚 度 ，ｍ；Ｐ为油 膜压 力 ，Ｍ ａ Ｐ ；Ｄ
为轴颈 直 径 ，ｍ；Ｌ为轴 承 长度 ，ｍ；Ｕ为 轴 颈旋 转 线速 度 ，ｍ ｓ ／ ；肛为润 滑 油动 力 黏度 ，Ｐ ８ 一 一 ａ・ ；Ｙ ， ，Ｐ ｈ ， 分别为量纲 一化轴向坐标 、压力 、膜厚 、黏 ，
２１ ０ ２年 ４月
润 滑 与 密 封
ＬＵＢＲＩ ＡＴ ＯＮ Ｃ Ｉ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ａｐ ． ０１ ｒ２ ２
第３ ７卷 第 ４期
Ｖｏ． ７ Ｎ０ ４ Ｉ３ ．
Ｄ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ ０ ５ ０ ５ ． ０ ２ ０ ． １ ＯＩ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ２ ４— １ ０ ２ １ ． ４ ０ ９ ｓ
中图分 类 号 ：Ｔ １３ ３ 文献 标识 码 ：Ａ 文 章 编号 ：０ ５ ０ ５ （ ０２ Ｈ ３ ．６ ２４— １０ ２ １ ）４— ８ ５ ０ ２—
Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｄ ｎ ｓｇ ｆＨ ｙ ｒ ｓａ ｉ ａ ｉ ｇ ｎ Ｒｏｌｒ Ｐｒ ｓ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ Ｓ ｕ ｙ ａ ｄ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｄ ｏ ｔ ｔｃ Ｂｅ ｒｎ ｓ ｏ ｌｅ ｅ ｓ
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静压轴承的工作原理
静压轴承的工作原理静压轴承是一种常见的机械传动元件，它的工作原理是利用液体静压力来支撑轴承和轴承座之间的摩擦力，从而实现轴承的旋转。
静压轴承的工作原理非常简单，但是它的应用范围非常广泛，可以用于各种机械设备中，如汽车、飞机、船舶、机床等。
静压轴承的工作原理是利用液体静压力来支撑轴承和轴承座之间的摩擦力，从而实现轴承的旋转。
液体静压力是指液体在静止状态下所产生的压力，它是由于液体分子之间的相互作用力所产生的。
当液体静止时，液体分子之间的相互作用力会使液体分子之间产生一定的压力，这就是液体静压力。
静压轴承的工作原理是利用液体静压力来支撑轴承和轴承座之间的摩擦力，从而实现轴承的旋转。
在静压轴承中，液体静压力是由轴承座内的液体所产生的。
当轴承旋转时，液体静压力会使轴承和轴承座之间产生一定的间隙，从而减小轴承和轴承座之间的摩擦力，使轴承能够顺畅地旋转。
静压轴承的工作原理非常简单，但是它的应用范围非常广泛。
静压轴承可以用于各种机械设备中，如汽车、飞机、船舶、机床等。
在汽车中，静压轴承可以用于发动机、变速器、转向器等部件中，可以减小摩擦力，提高机械效率，延长机械寿命。
在飞机中，静压轴承可以用于发动机、涡轮机、液压泵等部件中，可以减小机械振动，提高机械稳定性，保证飞行安全。
在船舶中，静压轴承可以用于主机、副机、泵等部件中，可以减小机械噪音，提高机械效率，降低机械维护成本。
在机床中，静压轴承可以用于主轴、导轨、滚珠丝杠等部件中，可以减小机械磨损，提高机械精度，提高机械加工效率。
静压轴承的工作原理虽然简单，但是它的设计和制造却非常复杂。
静压轴承的设计需要考虑轴承和轴承座的尺寸、形状、材料、液体流量、液体压力等因素，需要进行复杂的计算和模拟。
静压轴承的制造需要采用高精度的加工设备和工艺，需要进行严格的质量控制和检测。
静压轴承的维护和保养也非常重要，需要定期检查液体流量、液体压力、轴承和轴承座的磨损情况，及时更换液体和轴承，保证静压轴承的正常工作。
浅谈液体动静压轴承
浅谈液体动静压轴承本文源于： 转载需注明出处静压轴承是利用外部油源产生承载能力的油膜轴承,动静压混合轴承是一种既综合了液体动压和静压轴承的优点，又克服了两着缺点的新型多油楔油膜轴承。
它利用静压轴承的节流原理，使压力油腔中产生足够大的静压轴承载力，从而克服了液体动压轴承启动和停止时出现的干摩擦造成主轴与轴承磨损现象，提高了主轴和轴承的使用寿命及精度保持性；轴承油腔大多采用浅腔结构，在主轴启动后，依靠浅腔阶梯效应形成的动压承载力和静压承载力叠加,大大地提高了主轴承载能力,而多腔对置结构又极大地增加了主轴刚度；高压油膜的均化作用和良好的抗振性能,保证了主轴具有很高旋转精度和运转平稳性。
目前,在改造旧精密磨削设备方面,用得较多的是北京中航设备改造厂的WMB 型表面节流液体动静压混合轴承。
液体动静压轴承的应用1． MB41632外圆磨床上的应用在用MB1632外圆磨床磨削高温堆焊后的气阀阀面时，因堆焊层加工余量不均匀，经常发生磨床抱轴现象，给生产和维修带来困难。
经论证选用YWMIB1632主轴单元产品对MB1632主轴轴承进行改造。
主轴单元外圆与原机床砂轮主轴箱体孔采用间隙配合（0．0 08mm～0．012mm），主轴单元前部的法兰通过3个M10螺栓与箱体原有孔联接，输出轴与原床砂轮盘孔配合使用。
压力油通过进油管分别进到主轴单元的前、后轴承，并有两块压力表分别显示前、后轴承油腔压力，以监视前、后轴承的工作状态。
压力油经主轴单元体，箱体通过回油管回油箱。
改造后解决了问题提高了工效。
2．在M1431万能外圆磨改造中的应用为提高M1431万能外圆磨床砂轮主轴和内圆磨具主轴的精度，对内、外圆主轴同时进行改造。
改造步骤如下：（1）拆外圆磨主轴；（2）装上配有WMB型动静压轴承的外圆磨主轴组件。
装回后端原皮带轮机构。
接好高压油管和回油管；（3）从夹持座上拆下内圆磨具；（4）装上配有WMB型动静压轴承的内圆磨具。
接通进油管和回油管，装上配制好的皮带轮；（5）安装好供油装置，接好动力线；（6）清洗油箱，注油；（7）试车，经负载试车，改造后提高了磨床的内、外圆加工精度、提高了工效。
液体静压轴承工作原理
液体静压轴承工作原理一、液体静压轴承的概述液体静压轴承是一种基于液体静压原理工作的轴承，它可以在高速旋转时提供高精度的支撑和稳定性。
液体静压轴承适用于高速机械设备中，例如风力发电机、离心机等。
二、液体静压轴承的结构1. 轴承座：轴承座是固定在机械设备上的部件，它支撑着整个液体静压轴承。
2. 润滑油环路：润滑油环路是由油泵、油箱和管道组成的系统，它将润滑油输送到轴承中。
3. 液体静压腔：液体静压腔是由前后两个圆柱形零件组成，它们之间有一定的间隙。
当高速旋转时，通过这个间隙将润滑油送入到腔内形成稳定的气膜。
4. 转子：转子是安装在轴上的部件，它与轴向同心，并且通过气膜支撑在轴承中。
三、液体静压轴承的工作原理1. 润滑油的供给：当机械设备启动时，油泵开始工作将润滑油从油箱中吸入，并输送到轴承中。
在液体静压腔中形成一定压力的气膜。
2. 液体静压腔的工作：当转子开始旋转时，气膜会随着转子旋转，并将转子支撑在轴承中。
由于气膜是由润滑油形成的，因此它具有很好的润滑性能，可以减少磨损和摩擦。
3. 转子的稳定性：由于气膜是由高速旋转产生的，因此它具有一定的惯性力。
这种惯性力可以使得转子保持稳定，并且减少因为外部振动等原因造成的摇晃。
四、液体静压轴承与其他轴承的比较1. 与滚动轴承相比：液体静压轴承具有更高的精度和更好的稳定性。
它不需要接触式摩擦，因此磨损和噪音都比滚动轴承低。
2. 与磁悬浮轴承相比：液体静压轴承的成本更低，同时也更加容易维护和保养。
但是在高速旋转时，磁悬浮轴承具有更好的稳定性和响应速度。
3. 与气体静压轴承相比：液体静压轴承具有更好的负载能力和刚度，因此适用于需要高精度支撑的机械设备中。
而气体静压轴承则适用于需要低摩擦和低噪音环境中。
五、总结液体静压轴承是一种基于液体静压原理工作的高精度支撑设备，它通过形成气膜来支撑转子，并且具有很好的润滑性能和稳定性。
在与其他类型的轴承进行比较时，它具有不同程度的优劣之分。
自补偿液体静压精密转台轴承设计与实验
自补偿液体静压精密转台轴承设计与实验佐晓波;尹自强;王建敏;李圣怡;刘晓东【摘要】设计了一种用于精密转台的新型自补偿圆锥形液体静压轴承,并完成了轴承的制造与性能测试.采用流量平衡原理推导了轴承设计公式,得到了轴向和径向的最优刚度及其优化条件,计入制造误差对轴承承载性能进行了仿真,并测试了轴承的刚度和回转精度.结果表明:轴承刚度受到节流间隙与承载间隙的流阻比以及油腔间内流系数影响,流阻比存在最优值,而内流系数越小,对刚度越有利；计入制造误差的仿真模型能够有效预测轴承刚度范围.%A new type of self-compensated conical hydrostatic bearing for precision rotary table wasdesigned,manufactured and tested.The design formulas were derived based on flow equilibrium,and the optimal stiffness was obtained both from the axial and the radial directions.The effect of manufacturing error on the performance was investigated,and the stiffness and revolution accuracy was experimentally tested.Results show that the bearing stiffness is influenced by the resistance ratio between the restricting gap,the bearing gap and the inner flow coefficient between pockets ; the resistance ratio has an optimal value,and a little value of the inner llow coefficient is favorable to the stiffness; the model considering manufacturing errors can effectively predict the range of the bearing stiffness.【期刊名称】《国防科技大学学报》【年(卷),期】2013(035)003【总页数】6页(P1-6)【关键词】精密转台;静压轴承;自补偿;刚度【作者】佐晓波;尹自强;王建敏;李圣怡;刘晓东【作者单位】国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073;国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073;国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073;国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073;国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073【正文语种】中文【中图分类】TH133.3精密数控转台是现代精密机床的关键基础部件，是进一步改善机床性能、提高加工水平的重要影响因素。
液体静压功能部件发展及应用
触或 线接 触 ，刚性 低 ，同 时大型滚 动部件加 工 困难 ， 在大型机床上应用存在困难 。 随着对机床精度 、进 给速度 和刚性 的要求越来 越 高 ，液体静压部件的使用越来越广泛 。由于液体静压 轴承 为纯液体摩擦 ，摩 擦 因数仅 为 ０ ． ０ ０ ０ ５ ，不存 在 磨损 ，同时油膜具有 吸振性 ，使用静压导轨和静压丝 杠可使机床定位精度 大幅提高 ，并且静压功能部件 承 载能力大 ，不单可应用于小型机床上 ，在大型机床开 发 中也更具优势 。 目前德 国 Ｋ ｅ ｒ ｎ 公 司生产 的 Ｐ ｙ ｒ ａ ｍ ｉ ｄ Ｎ ａ ｎ ｏ 型号铣 床铣 削表 面精 度 已达 到 Ｒ ａ Ｏ ． ０ ５ ｍ，而 定位精度高达 － ４ － ０ ． ３ Ｉ ｘ ｍ，主要是 因为 采用 了液 体静
中图分 类号 ：Ｔ Ｈ１ ３ ３ ． ３ ６ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ １ —３ ８ ８ １（ ２ ０ １ ３ ）２ Ｏ一１ ３ ７—３
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍｅ ｎ ｔ ａ ｎｄ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｓ ｔ ａｔ ｉ ｃ Ｆｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ
液 体 静压 功 能 部件 发 展及 应 用
潘 高星
（ 天 津市 第二机 床 有限公 司 ，天津 ３ ０ ０ ４ ０ ９ ）
摘 要 ：主要 阐述 了液体静 压功能部件包括静压导轨 、静压丝杠 、静压主轴 、静压转 台的发展 现状 以及在高端数 控金属 切 削机床上 的应 用。 关 键词 ：液 体静 压功能部件 ；发展现状 ；应用前景
数控机 床近年 来不断发展 ，未来全球机 床将 向高 速化 、超精 密 、高效率的方向发 展 ，机 床精度 、刚性 要求越来越高 。影响机床加工精度 、定 位精度的因素 除 了数控系统元器件包括 电机等 的精度 以及反馈元器 件如光栅尺 的精度 以外 ，最 主要 的是机械 系统功能部 件传 动精度 和运行 精度 ，所 以机床 的发展离不 开构成 其结 构的最 基本 的功能部 件的发 展 ，机 床的每 一次进 步都是伴随着功能部件 的发展进步而来 ，模块化 、系 列化 、产业化 的液体静压功能部件将是未来高档数控 机床必备 的产 品。
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世界最精密的五軸加工機(2/3)
© 黃華志 /ITRI/970505
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世界最精密的五軸加工機(3/3)
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工具機主軸的精度比較
阻尼效果 動態迴轉精度
P4 級滾珠主軸
© 黃華志 /ITRI/970505
液靜壓主軸
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液靜壓軸承的優缺點
清華大學動機系精密機械設計(二)課程專題
液靜壓軸承的設計與應用
Design and Application of Hydrostatic Bearings
工研院 機械所 黃華志
2008.05.05
© 黃華志 /ITRI/970505
1
內容大綱
流體軸承的分類與發展 液靜壓軸承的潤滑原理 液靜壓軸承系統簡介 液靜壓軸承的種類與構型 液靜壓軸承的設計考量 液靜壓軸承的工業應用例
● Surface finish Ra 0.05 μm
● Acceleration 10 m/s2 (1 g) ● Feed rate 30 m/min ● Milling in hardened steel (up to 64 HRC) ● KERN ARMORITH® machine base giving optimum vibration dampening ● Hydrostatic axes guideways and hydrostatic drives ● Integrated central temperature management for constant cooling of spindle, hydraulic system, electrical cabinet and flood coolant unit ● Temperature management of the central cooling tower within ± 0,25°K
© 黃華志 /ITRI/970505
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Hale天文望遠鏡(1934-1948年建造)
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各種軸承的性能比較
性 質 高“ d * n” 值 高耐久壽命 高承載力 軸 承 分 類
滾動軸承 液動壓軸承 液靜壓軸承 氣靜壓軸承 磁浮軸承
○ ○ ○ △ ○ △ △ ◎ ◎ ◎ ◎ △ ◎ ◎ X
動壓軸承
靜壓軸承
承載力 :
= &液體壓力
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流體動壓軸承的作用原理
外 潤滑 罩 油 軸體 外 罩 軸體
油膜
靜止狀態
轉動狀態
壓力分佈曲線 轉動軸頸 速度分佈 曲線 固定軸承面 潤滑油 流向
在收斂潤滑油膜的速度分佈曲線
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圓形平行流道(1/2)
dy y P P 1 y P P dr r u( y)
2u P 2 r y
h
y
P2
r
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r
1 P 2 u y yh 2 r
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圓形平行流道(2/2)
流量
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止推軸承之承載力(1/4)
(1)矩形軸承
W Pa 2 b 2 a b dP 12Q 3 dx a 2 l h P ab a b 4 2
W P x h
l Q P
忽略壓力分佈
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(氣或液)靜壓軸承的選用原則
主要考慮的因素包括: 承載力需求 剛性需求 運轉速度需求 操作環境
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液靜壓軸承的潤滑原理 (Lubrication Theory)
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等寬度平行流道(1/3)
P 1 P dy y
P R
Qu
Ps Pu Pu RP Ps Pu u s R Ru Ru R 1 R Ru
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什麼是靜壓軸承?
液靜壓軸承是藉由液壓系統強制的把高壓潤滑液 送入軸體與軸承面的間隙之中，利用液體靜壓 力來承擔負載的一種軸承。
組成結構有：供油系統，節流器，軸承，軸體
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8
靜壓軸承的工作原理
Pi
Pr
當油腔內充滿液壓油後，承載台將浮起，形成最初間隙h0 ，使得承載 台與軸承底座間有一層油膜隔開。當承載台受到外部負載 (荷重 )W 的作用下，將使油膜間隙變小為 h (h < h0)，油腔回油的阻力便增大， 油腔內的壓力增高至 Pi (Pi > Pr )，以抵抗外部負載 W 而保持承載台 處 於 受力 平 衡狀 態， 使 軸承 處於 液 體摩 擦狀 態下 工 作。
6
液動壓軸承的應用與優缺點
主要應用:
高負載之渦輪發電機之油膜型動壓軸承 硬碟機、光碟機及風扇之馬達的油膜型動壓軸承
優點:
高精度 低噪音 抗震能力強 壽命長 不需供油系統
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缺點:
啟動期間軸承性能差 需不間斷連續運轉才 可維持軸承的性能
○ 軸承的承載力與軸的轉速無關- 低速或靜止時仍 可使用。 ○ 靜壓軸承的油膜剛性高。 ○ 抗振性優於滾動軸承。 ○ 油膜有誤差平均化效用，故主軸迴轉精度提高。 ○ 軸承的磨耗小、壽命長，一般不需維修與調整。 ╳ 高轉速時易升溫。 ╳ 構造較複雜，需要一套供油設備。 ╳ 成本較高。
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(2)環形軸承
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W h3 qf Ap
qf
1 B b L ：流量係數 6 A b
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28
止推軸承之承載力(4/4)
Ph 3 L B Qo ≒ due to << L ,b << B 6 b Ph 3 L B ≒ 1 due to ≒b 6 L Ph 3 L ≒1.3 due to B 0.3 L 6
l
PAeff
P A A Pr Aab
A ab :承載面積(pad area) Aeff ：有效面積(effective area )
A Aeff A ：面積係數(area coefficient)
l b
a
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止推軸承之承載力(2/4 )
P P dx x u( y)
h
P2 y x
h Bd
du du 剪應力 dy dy
(1)
微元素之力平衡 P dy dx dx dy y x
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(2)
21
等寬度平行流道(2/3)
代(1)式入(2)式得
2u P 2 x y
壓差
P2 P 1
12Q dP P P 1 2 Bd h3
0
dx
12Q Bd h3
流阻(flow resistance) R
P 12 3 3 Q Bd h h
where is restriction proportionality 節流比
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高精度
高剛性 高阻尼性 容易潤滑 低磨擦
○
○ X ◎ △
○
○ ○ △ X
◎
◎ ○ X X
◎
△ △ ◎ ◎
◎
○ ○ ◎ ◎
低價格
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◎
△
△
△
X
12
綜合加工機精度與年代演變
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13
世界最精密的五軸加工機(1/3)
Machine Characteristics : ● Positioning scatter Ps ± 0.3 μm
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2
流體軸承的分類與發展
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3
流體軸承的分類: 以作動原理區分
流體軸承
動壓軸承
楔形間隙
靜壓軸承
加壓流體
擠壓膜軸承
上下振動
節流器
動壓型
靜壓型
擠壓膜型
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4
流體軸承的分類: 以供壓方式區分
流體軸承
靜壓軸承 動靜混壓軸承 動壓軸承
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止推軸承之承載力(3/4)
Lh 3 P P 平面軸承之流量： Q ，其中 為壓力梯度。 12
Ⅰ.水平工作台
P h 3 B b L Q0 6 b
Pr A Ap h 3 1 B b L A Ap 6 b
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固定節流器簡明原理(1/5)