恒流闭式静压导轨静压系统修正计算法及应用
重型机床垂向导轨副应用恒流闭式静压导轨的设计
ｗｏ ｋ ｎ ｒｎ ｉ ｌ ，ｔ ｅ ｏｌｆ ｍ ｇ ｄｔ ｒ ｉ ｇ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｈ ｉ ｉ ｌ ｒ ｉｉ ｉ ｙ，ｔ ｅ ｏ ｌ ｈ ｍｂ ｒａ ｒ ｎ ｅ ｎ ， ｕ ｐ ｙ ｏ ｌ ｅｕ ｎ ｓ ｓｅ ，ｔ ｅ ｓ ｓ ｈ ｉ ｃ ａ ｅ ｒａ ｇ ｍｅ ｔ ｓ ｐ ｌ ｉ ｒ ｔ ｒ ｙ ｔｍ ｈ ｙ －
１ 静压支承技术应用概述
近年来 静 压 支 承技 术 在 重 型 机 床 中应 用 范 围 较 广 ， 压导 轨 、 静 静压 轴承 都属 于静 压支 承 。尤其液 体静 压 导 轨应用 于水平 导轨 副最 为广 泛 。
但将静压导轨技术应用于机床垂向导轨副由于技 术难度较大， 目前只有少数 国外机床制造商掌握这一 先 进技 术 。本 文主要 探讨 将静 压 导轨应 用 于垂 向导轨
［］ ２ 苟文选．材料力 学 （Ｉ ［ ． 等 院校教 材．北京 ： ） Ｍ］ 高 科学 出版 社 ，
２０ ０ ５．
第一作 者 ： 王海 涛 ， ，９０年 生 ， 学硕 士 ， 男 １７ 工 高级
工程师， 主要从事数控设备的研制开发工作 ， 究方向 研 为 先进 制造 工 艺与装 备 ， 已发表 论 文 多篇 。
ＬＩＳ ｎ ｓ ｎ ｏ ｇｏ ｇ
（ ｅ ｉｇＮ ． ｃ ｉｅＴ ｏ Ｐａ ｔ ｅ ｉｇ１０ ２ ， Ｈ Ｂ ｉｎ ｏ １Ｍａｈｎ ｏｌ ｌｎ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ２பைடு நூலகம்Ｃ Ｎ） ｊ ｊ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｄｅ ｃ ｂ ｓｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｓ ｔ ｓｏ ａ ｉ ｒ ｓｕ ｅ ｇ ｉ ｅ，ａｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓ ｅ ｇ ｉ ｅ ｄ ｓ ｒ ｅ ｓ ｒ ｅ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｎ ｐ ｌ ｔ ｔ ｕ ｆｓ ｔ ｐ ｅ ｓ ｒ ｕ ｄ ｉ ｉ ｃ ｃ ｏ ａ ｔ ｃ ｏ ｒｈ ｎ ｉ ｕｄ ｅ ｃｉ ｓ ｖ ｂ
预载式恒流静压导轨在CX5200立车上的应用
预载式恒流静压导轨在CX5200立车上的应用
刘德江
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】1994(000)011
【摘要】这种预载式恒流静压导轨较一静压导轨具有较高的刚度，其油膜厚度不随载荷变化而变化，这对数控式立式车床确定地始原点非常有利。
【总页数】4页(P21-24)
【作者】刘德江
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG515.023
【相关文献】
1.重型机床垂向导轨副应用恒流闭式静压导轨的设计 [J], 李嵩松
2.恒流供油式静压导轨在重型机床上的应用 [J], 朱明东;马宝顺;鲍长彬
3.恒流闭式静压导轨静压系统修正计算法及应用 [J], 张晓毅
4.XK2125床身工作台导轨副采用恒流供油式静压导轨的探讨 [J], 李列
5.恒流静压导轨的原理分析及应用 [J], 杨军;陈虹先
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浅析恒流量静压导轨的设计
浅析恒流量静压导轨的设计摘要：在本文中，对恒流量静压导轨的技术进行了简单的阐述，以流量控制设计以及机床导轨的设计为切入点，对其优势进行了分析，恒流量静压导轨是大型以及重型机械加工的必然趋势。
关键词：恒流量；静压导轨；设计前言在一些大型或者重型机床上，由于运动的部件自重以及外载荷力巨大的情况，当其在导轨上产生相对移动时，在导轨上就会产生较大的比压，机床自身的机构就决定了在导轨上的作用力是不均匀分布的，当应力集中出现时就会使得产生相对运动的两个面上的摩擦力很大，会出现爬行、振动等等情况。
机床的动态特性是决定这些大、重型机床加工性能的重要因素，工作时如果出现振动等其他情况，不仅会影响机床的工作精度，严重时还会损坏机床本身，使机床寿命严重降低。
其主要后果体现在以下三个方面：1.移动件的爬行现象。
这种情况的发生主要在机床的低速运动时较为明显，对于机床的正常运转产生了恶劣的影响，使其不能正常使用。
2.对机床加工的精度产生了直接影响。
由于导轨面的磨损程度使加床的加工精度受到了直接的影响，并且使得机床的使用寿命大大缩减。
3.增大机床的功耗。
一旦导轨面的磨损情况出现，就会使得机床在进行移动时的传动功率增大，能耗增加。
为了防止上述情况的发生，我们可以通过采用液体静压导轨来使大、重型机床的工作状态保持良好。
1.静压导轨的工作原理图1、静压导轨原理静压导轨在工作时，是处于一种“浮起”状态的，这是由于压力油在两个发生相互运动的导轨间的原因，当有压力作用时，运动部件就会与导轨间隔出一定的距离，呈“浮起状态”。
当处于工作状态下时，移动部件与导轨间之间的摩擦状态为纯液体摩擦，这就使得两个相对移动面在工作时的摩擦力大大减小。
恒开式静压导轨是静压导轨的最基本的类型，在上图中是其工作的工作原理图。
其中1是油池，2是吸油过滤器，3是油泵，4是电机，5是压油过滤器，6是溢流阀，7是精压油过滤器，8是压力表，9是节流阀，10是床身，11是移动部件。
闭式静压导轨结构静动态性能分析
Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｃｌ ｏ ｓ ｅ ｄ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ Ｇｕ ｉ ｄ ｅ ｗａ ｙ
Ｌ Ｉ Ｓ ｏ ｎ ｇ ， Ｓ ＯＮＧ Ｊ ｉ ｎ — ｃ ｈ ｕ ｎ，ＲＥ Ｎ Ｇｕ ａ ｎ ｇ － ａ ｎ ，Ｃ ＡＩ Ｙａ ｎ
１ 引言
“ Ｈ Ｔ Ｃ ３ ２ ５ ０ ￣ ｎ精密数控车床和车削 中心” 是 国家“ 高档数控 机床与基 础制造装备 ” 科技重大专项课题之一 ， 目标是设计制 造
生， 能有效满足机床 的使 用要求。 关键词 ： 闭式静压导轨 ； Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ： 静态分析 ； 模态分析
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈｌ ６ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ３ ９ ９ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ １ ０ — ０ ３
机 械 设 计 与 制 造
１ ０
Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
＆
Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
第１ Ｏ期 ２ ０ １ ３年 ｌ ０月
闭式静压 导轨 结构静动 态性 能分析
李 松， 宋锦春 ， 任广安 ， 蔡 衍
１ １ ０ ８ １ ９ ） （ 东北大学 机械工程与 自动化学院 ， 辽宁 沈阳
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ＆Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ８ １ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
闭式液体静压导轨的性能分析与研究
闭式液体静压导轨的性能分析与研究
精密数控车床和车削中心是高精度、高效率的自动化机床,在复杂零件的批量生产中发挥着重要作用。
本文的研究对象是闭式液体静压导轨,它是实现精密进给的运动部件,不仅有着非常高的静态性能和运动直线度,而且具有高刚度、高阻尼等特性。
在运动速度极低的情况下能够运行平稳,不会产生间歇性爬行运动,在精密
和超精密机床上应用广泛。
本文进行了闭式液体静压导轨的结构和液压系统设计。
所设计的导轨采用了闭式结构,能够有效地承载正反向载荷、偏载和颠覆力矩；具有不等面积的对置油腔,可以提高承载能力；采用了双面薄膜节流器,能自动调节各油腔压力以适应外载荷的变化；定压的供油方式充分地保证了压力的平稳和油膜的刚度。
在Solidworks中协同建模,利用ANSYS Workbench对导轨的关键零部件进行了有限元分析。
其中包括静态性能分析、模态分析、基于静态分析的拓扑优化设计和形状优化设计等。
静态性能分析得到最大变形量和最大应力值；模态分析得到各阶的固有频率和振型；基于静态分析的拓扑优化设计,在保证各方面设计要求的前提下,实现轻量化；基于静态分析的形状优化设计,研究了关键尺寸对于静态性能的影响。
在GAMBIT中建模和划分网格,并且以计算流体动力学为基础,利用FLUENT
对导轨的内部流场和温度场进行了数值模拟分析与研究。
得到主油腔的静压力分布云图、动压力分布云图、速度云图和温度分布云图。
本文对于闭式液体静压导轨的性能分析与研究,为导轨的进一步优化设计和实验研究提供了理论依据。
静压导轨工作原理
静压导轨工作原理静压导轨的工作原理与静压轴承相同。
将具有一定压力的润滑油，经节流器输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态。
优点：导轨运动速度的变化对油膜厚度的影响很小；载荷的变化对油膜厚度的影响很小；液体摩檫，摩檫系数仅为0.005左右，油膜抗振性好。
缺点：导轨自身结构比较复杂；需要增加一套供油系统；对润滑油的清洁程度要求很高。
主要应用：精密机床的进给运动和低速运动导轨静压导轨分类按结构形式分：开式、闭式开式静压导轨：压力油经节流器进入导轨的各个油腔，使运动部件浮起，导轨面被油膜隔开，油腔中的油不断地通过封油边而流回油箱。
当动导轨受到外载荷作用向下产生一个位移时，导轨间隙变小，增加了回油阻力，使油腔中的油压升高，以平衡外载荷。
闭式导轨：在上、下导轨面上都开有油腔，可以承受双向外载荷，保证运动部件工作平稳。
按供油情况可分为定量式静压导轨和定压式静压导轨。
定压式静压导轨：是指节流器进口处的油压压强ps是一定的，这是目前应用较多的静压导轨。
定量式静压导轨指流经油腔的润滑油流量是一个定值，这种静压导轨不用节流器，而是对每个油腔均有一个定量油泵供油。
由于流量不变，当导轨间隙随外载荷的增大而变小时，则油压上升，载荷得到平衡。
载荷的变化，只会引起很小的导轨间隙变化，因而油膜刚度较高，但这种静压导轨结构复杂。
φ1.6米圆台立式磨床采用恒流静压导轨的研制来源：机电在线发布时间：2009-4-16 8:59:441 引言对于精密圆台立式磨床来说，要保证磨削工件的大平面粗糙度低、精度高，除了要求磨头好以外，还要求工作台的工作性能要好。
目前国内外生产的φ1.6米精密圆台立式磨床中，工作台导轨基本上采用滚动导轨，经调查，滚动体磨损后高精度易于丧失，抗振能力不强，在磨削高精度的大平面时，粗糙度值也不理想。
而静压导轨与它比较，具有更小的摩擦阻力，使用寿命长，动态特性好，运动刚度好，有一定的吸振能力，运动精度高。
液体静压导轨恒流量控制的设计与分析
Ｊｕｌ．２００８ Ｖ０１．３６ Ｎｏ．７
液体静压导轨恒流量控制的设计与分析
刘成祥 （青海华鼎重型机床公司研究所液压室，青海西宁８１００００）
摘要：阐述了液体静压导轨优点和基本原理；详细分析了采用多头泵进行恒流量控制静压导轨的方法和步骤，并进行 了静态分析和动态分析。
合理确定油腔个数，按静压导轨尺寸选定基本原则
（后面有详解）得出Ｂ、ｂ、Ｌ、２尺寸。有效承载面积
Ａ。确定，近似计算公式如下：
１
Ａ。＝－＇７１－（２ＬＢ＋口＋２ｆ６＋Ｌ８）
（２）
ｏ
根据最大承载力，即可得出最大承载压力：
Ｆ—
ｐ·一２百
一般重型机床静压导轨油膜厚度选取在０．０３— ０．０６ｍｍ之间。假定油膜厚度值，根据公式（１），就 可得出流量Ｑ值。
时，继电器发出讯号，切断机床主轴驱动动力源，达 到安全目的。
机床与液压
第３６卷
４恒流量控制的动态性能分析
静压支承的动态性能包括２个方面，支承的稳定
性和支承受变化载荷作用下的刚度性能。
静压支承是一个按油液的压力和流量来控制的
系统，要使系统满足工作要求，首先应该是稳定
性。所谓稳定性，就是判断静压支承是否能稳定地
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ ｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｍｕｌｔｉ—ｈｅａｄ ｐｕｍｐ
０前言 在大、重型机床和精密机床上，由于运动部件自
身的重力和巨大外载荷（工作力）的作用，在移动 导轨上产生的比压很大，有些机床由于自身的结构特 点，其作用力不可能均匀分布在导轨面上，作用力集 中的部位产生的比压就特别大，这使得两相对运动面 产生的摩擦力很大。由于以上原因，会产生以下几种 不良后果：
闭式静压导轨在精密平面磨床中的应用
精密制造与自动化2021年第2期闭式静压导轨在精密平面磨床中的应用**高档数控机床与基础制造装备科技重大专项项目资助课题编号：2011ZX04004-051杜雄何雨倩忻晓蔚（上海机床厂有限公司上海200093）摘 要 静压支承具有误差均化作用，在精密机床结构中广泛应用。
针对龙门架式卧轴矩台光学玻璃专用平面磨床，先对其砂轮架所在的Y 轴和Z 轴进行了闭式静压导轨结构的描述，再对实施机床三个直线运动的X 轴、Y 轴和Z 轴的工作台、横梁导轨和砂轮架的装配进行了有针对性的阐述，最后在整体装配完成后采用试磨工作对机床性能进行考核，相关设计工作可为闭式静压导轨的进一步应用提供参考。
关键词静压导轨平面磨床装配所谓超精密加工技术，它涵盖了超精密车削技 术、超精密铳削技术、超精密磨削技术、表面镜面抛光技术和超精密特种加工技术等，这几种超精密 加工技术的共性技术基础是超精密机床技术。
为了 实现高精度的要求，国内外机床的进给运动一般采用高运动精度的气体或液体静压导轨结构。
光学玻璃是应用于激光技术、光电通讯、航空航天以及国防工业等领域的光学元件。
某公司在“高 档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题资助下，研制了适应大尺寸光学玻璃磨削加工用的 H402-AZ 数控专用平面磨床。
机床结构采用了液体 静压导轨和静压电主轴技术。
对于机床所采用的静压导轨来说，其关键技术体现在如下几个方面：（1）静压导轨参数计算技术;（2）静压导轨有限元仿真与性能优化技术；（3）静 压导轨加工与装配技术；（4）静压导轨精度保持性 技术。
本文在文献［1］介绍工作台采用双层静压导轨结构的基础上，对机床的Y 轴和Z 轴所采用的闭式 静压导轨结构设计进行描述，并对机床静压所在的 三个直线轴的装配进行了说明。
1机床闭式静压导轨总体设计根据液体静压导轨的工作环境和所承受的载荷 的情况不同，其结构形式上有开式和闭式之分。
开式导轨依靠运动件自重和外载荷来保持运动件不从基础静导轨件上分离，显而易见，开式导轨只能承 受单向载荷，承受偏载和倾覆力矩的能力差。
恒流静压技术在机床工作台上的应用
２ 结 构 形式 和 主要 参数 的 确定
（） １ 确定 导轨 结 构 尺寸
机床 工作 台是立 式 车床 的 主要部 件 之一 ， 随着 机床 Ｔ
作 性 能要求 的 提高 及承 载 能力 的增 大 ， 要求 Ｔ 作 台导 轨结 构 形式 也 随之 变化 。选 用 大型滚 动轴 承作 为工作 台导轨 ，
Ｔ 作 台底 座 导 轨结 构 尺 寸是 通 过 多次 设计 验 算 及 筛 选 最佳 方 案确 定 ， 图 ｌ 如 。 （） ２ 确定 作 台导轨 油 膜 间隙 ］ 二
可提 高机 床精 度及 承 载力 。但 因 货源 紧张 、 成本 高 等因素 影响， 迄今仍 未在大 型立式车床工作 台上得到应 用 。 立式 车 床 原 工作 台导 轨 静压 油 腔 的提 供 方 式 是定 比 流器 ， 流产 生 压 力损 失 会 使 系统 发 热 ， 系统 压 力是 由 节 而
过 刮研 实 现 平 面度 ００ ｍｍ。 因此 ， 据 实 际情 况 最 终 确 ．２ 根
定 ０ ００ ～ ．２ 为 ． ０ １ ｍｍ。 ６
（ ） 用 ３ 号 液 压 油 ， 的温 升最 高 限 定 为 ５ ℃ ， ３采 ２ 油 ０ 油
液 的 动力 粘 度 ＝ ．￣ ０ ｋ ・／ 工 作 台最 大 浮 升 即 ｈ） １ １。 ｇ ｓ ， ８ ｍ ＝ ０１ ｍｍ时 的流 量 计算 ： ．２ 空 运转 时 工作 台导轨 所需 的流 量 Ｑ ： 。 Ｑ ＝ ｉ３ ［／Ｂ ｂ）ｂ（ — ）＝ ．２ ／ ｎ ｏ（ 蹦 ／ ）１ — ＋ ／Ｌ ｚ ］ ７３ Ｌｍｉ （ 最 大载 荷 时工 作 台导 轨 所需 的流 量 ：
面积 为 ： ． ｍ 。 ２６ ４
恒流闭式静压导轨在大规格磨齿机上的应用
有 Ｙ ７ １５大规格成形砂轮磨齿机。下面以 Ｙ ７ １５磨齿机 Ｋ ３２ Ｋ ３２
为例 ， 对恒流闭式静压导轨 的计算和应用进行分析。
压油腔等量供应静压油 ， 在多头泵 油压允许 的范围内， 形成静 压油膜 。这种方案 的优点是调整方便 ， 易于控制 ， 对静压油清 洁度要求相对较低 ， 而且对 静压 油油 温的变化不敏感 ， 导轨稳
很 高 的要 求 。 目前 国 内厂 家 生 产并 推 向市场 的大 规格 磨 齿机 只
１１ 恒 压 式 静 压导 轨 系统 ．
恒压式静压导轨 系统是通过调节各油腔 的流量 ，来调节 各油腔 的油膜厚度 ， 这就需要节流器 ， 最常用毛细管节流。 因 毛细管的长度需根据 每个 油腔 的不 同负载来调节 ， 调试复杂 ， 而且 毛细管 节流器孔径小 ，对静压油 的清洁度提 出了很高 的 要求 。
（） ５ 静压油可通过油冷机进行 恒温冷却 ， 从而对机床各部
件温度控制 ， 提高 了机床的热稳定性 。 鉴 于静压导轨的以上优点 ，所 以大规格磨齿机主运动导 轨采用静压导轨就成为必然 的选择 。静压导轨 系统分为恒压 式和恒流式两种 ， 下面就对其各 自特点进行分析。
收 稿 日期 ：０８ ０ — １ ２０ — ８ ０
中 图分 类 号 ：Ｇ６ Ｔ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ５ ５ ２ ０ １ — ０ １ ０ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ ８）１ ０ ６ — ３ ６
大规格磨齿机主要用于冶金 、 车、 机 航空航天等重 型机械 传动中高精度齿轮的加工 。大规格磨齿机加工的工件直径大 ， 工件拆装极不方便 ， 因此需要利用机床 自身数控轴对被加工齿 轮的齿形、 齿向等误差进行在机测量。 由于机床本身质量很大 ， 加工的齿轮精度 又很高 （ 高于 ５ ， Ｂ ０ ９— ０ ０ ， 级 Ｃ １０ ５ ２ ０ ） 同时需要 作为一台量仪使用 ， 对机床导轨 的精度 、 刚性 、 爬行及稳定性有
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２ ２ 导轨 油腔 计算及 选 型 ． （ ）油腔布 局确 定 后 ，根 据机 床 载荷 情 况 ，由 １ 力学平衡方程 可以计算 出各油腔承载载荷 ，得 到极限
情况下 的各 油腔承受的最大 载荷 Ｆ 及最小 载荷 Ｆ 的平 均值 ，即每对 油腔设 计状态时的承载能力 Ｆ ： ０
平衡方程式 （ ） ６ ，得到各油 腔 的油 膜厚度 和压力 值 ， 验证各油腔 在变 载 条件 下 的油 膜厚 度 及压 力 变化 范
静压导轨基础件看成 刚性体 ，而是结合有 限元受力分 析等手段 ，得 到导轨基础件受 载条 件下各 油腔处的受 力 和变 形情 况 ，减小 （ 由于有 限元 分 析也 只是 近似
计算法需要解决 的主要 问题 ，其主要原理就是利用有 限元力学分析 ，得到机床导轨基础件在受载条件下 的 应力和变形情况 ，更准确地得 到静压导轨各油腔 的承
（ ） 由重 型机 床初 始 油膜 厚度 范 围 ０ ０ ４ ． ３—００ ．６
ｍ ｍ选择该机床 的初始油 膜厚度 为刚性更 佳 ，精度 更
好 和对 基 础 件 精 度 要 求 较 高 的初 始 油 膜 厚 度 ｈ ＝ ０ ０ ｍ，并 由流量计算式 （ ）得 到油腔初始 流量 ， ．３ｍ ４ 并根据选 型手册选 择流量相近的多头泵型号 。
（ ＋ ）
式 中：Ｑ 为流量 （ Ｌ ｍｎ ； 。 ｍ ／ ｉ）
。
（ ４ ）
一
个 平面的油腔油膜厚度 差小于 ０ ０ ｍ。 ．１ ｍ
Ｐ 一 ＋ ） 一 ＿广— （
Ｐ０ × 一Ｆ ＝ Ｐ０ ×Ａ２ Ａ１ １ ２ ｅ
即
— — — — 一 一Ｆ ：
（ ５ ）
（） ６
２ １ 确 定导轨 承 载 能力及 比压 ． 根据机床总体设计方案得到数控机床 滑座 的承重 载荷 和机床不 同的极 限位 置和切 削扭矩 、主轴 抗力等 条件 ，由此 可以确定导轨的承载条件 ，并遵循机床承 载 比压的选用原则初步确定油腔布局 以及结构 。
第 １ 期 ８
张晓毅 ：恒流闭式静压导轨静压系统修正计算法及应 用
・５ ７・
方法 有多种 ，但是 其 中很 多计 算 缺 乏依 据 ，例 如试 凑法 、实验法等 ，完全靠更换油腔元件及供油单元来 进行实验得到数据 ，应用 的效果较差 。现有 的计算步
骤如下 。
围 ，要求最 大 压力 不 超 过 多 头 泵 的背 压 （ ａ ， ３ＭＰ ）
＝
生
Ｍ
ｄ ＝ ｈ
半
＝３ 。 一ｏ Ａ
（ ７ ）
（） ８
Ａ ＝÷ （Ｌ ＋ｚ ２Ｂ ＋２ｂ＋ ） １ ６
式中尺寸如图 ２所示 。
． １●
（） ２
Ｋ ＝
∑Ｋ
ｆ＝ １
ｆ
－
综上所述可 以看 出 ，在恒流闭式静压导轨 的计算 过程 中 ，仅 限于将运 动副基础零件作 为刚性体所做 的 理论计 算分析 ，而忽略了相 对运动的导轨基础件 在受 载条件下 的 变 形 对 静 压 导 轨 参 数 的 影 响，根 据 式 （） （ ） ５ ， ６ ，由于 静压 导轨 刚性 对 于 间隙 比较 敏感 ， 所 以实 际使用 过程 中 由于导 轨基础件 的变形导致静压 导轨刚度不够 ，变载情况下油膜 变形较大 ，影 响机床 加工精度等情况会时有 出现 。
载条件 ，通过修 正系统平衡 方程式 （ ）更准 确 的反 ６ 映静压导轨 平衡 情 况下 的 压力 和油 膜 刚度 等性 能参 数 ，并用工艺 手段控 制危险油腔的油膜厚度等方法提 高静压导轨的油膜刚度和稳定性 。
为初 始油膜 厚度 （ ｍ） ｍ ；
３ ２ 恒流 闭式静 压 导轨修 正计算 法 的流程 ．
图 ２ 油腔 尺寸示 意图
３ 恒 流 闭式 静压 导轨 的修 正计算 法
（ ）根据 已知条件计算 出系统初始压力 Ｐ＾ ３ ｒ ．
ｐ ： （ ３ ）
３ １ 恒流 闭式静 压 导轨修 正计 算 法原理 ．
由现有恒 流闭式静压导轨 的计算方法 可知 ，导轨 基 础件 的变形 是影响静压 导轨 刚性好 坏 的主要 因素 ， 如何减 小基础件变形对静压导轨刚性的影响 ，是 修正
・
５ ８・
机床与液压
第３ ９卷
汁算 ）导轨基 础 件受 载 的条件 下 的变 形对 静 压参 数 的影响 。其流程如 图 ３所示 。
『 二： 二 ： ： ＝ ： 二 ： 二： ＝ ： ＝ ： ＝ ：： ： ： 二 ＝二 ＝ ： 二 ： 二 ＝ … ： 二 ： 二： ＝ … … … … … …
＝
．
（ （
＋ ）６ 。 … ３
３ 叼Ａ Ｑ。 。
＋ ） （ ２
× ×。 ６１ ｏ０
㈩
（ ）计算 出每对 油腔 的主 、副导 轨 的有效 承 载 ２
面积 Ａ Ａ 。 和 ，
若检测各油腔 的压力和油膜厚度与要求不符 ，则 要求改变相关油腔 的结构或改变流量来满足要求 ，如 果 与要 求相符 ，则 可根据 式 （ ） （ ）计算 系统 油 ７， ８ 膜 刚度 Ｋ，并 由此可以得到静压导轨的系统 刚性。
刚 性 ，对 静 压 导 轨 的精 确 计 算 具 有 一 定 的参 考 价 值 。
４ 制造 验证
Ｉ ｌＬ… … …
ｒ －ｉ －
Ｉ
堕 重 三 ｌｉ 型 晕垦 堡苎 Ｆ
－
；
…计
导轨 承载 有 限元 分 析 静压 导 轨承 载 计算（ 刚性 体） 确定 各 油腔 受力 及变 形
分 析修正计算 的前两个 步骤与传统计算法基本一
样 ，其 主要 特 点 在 于 在 计 算 各 油 腔 的负 载 时 并 不 是 把
卵 为油液 的动力黏度 （ ａ ｓ 。 Ｐ ・ ）
２ ３ 系统验 算及 油膜 刚度计 算 ．
根 据载 荷 Ｆ及 流量参 数 ，对 闭 式静压 导 轨列 出