静压支承动静特性及运动误差研究进展

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液体静压导轨静态特性的计算

第２８卷第５期
Ｖ０１．２８ＮＯ．５
湖北工业大学学
报
２０１３年１０月
０ｃｔ．２Ｏ１３
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
压导轨设计与优化ｈ，当导轨上负载ｗ增大，油膜厚度＾会减小，导轨问的液阻增大，但是定量供油的流量
不变使得油腔压力升高从而平衡增大的负载；反之，当负载减小时，油膜厚度增大，液阻减小，油腔压力
ａ＋
。ａｖ
表征液体导轨在导轨运动副之间无相对运动时承载
力的参数，其值表示在一定油膜厚度下液体导轨的负载能力，可以通过对整个油膜表面的压力积分而
得，即
＿ｏ．
。
静压导轨的油腔几何尺寸和节流阀的设计是根据油腔内的压力分布而确定的．运用有限差分法计算在稳定状态下的静压导轨油腔内的压力分布情况，从而进一步计算静压导轨的静态特性参数．计算结果表明，静压导轨的承载能力随着油膜厚度的增大呈减小的趋势，静刚度随着油膜厚度的增大而变化．［关键词］液体静压导轨；有限差分；压力分布；静态特性［中图分类号］ＴＰ２４１．２［文献标识码］：Ａ

主动控制空气支承动态特性的研究与优化

１主动空气支承理论分析模型
主动空气支承结构模型如图１所示，高压空气膜６将空气垫５与支座７离开，空气垫５与工隔作台２之间设置压电陶瓷驱动￣（Ｚ）ｔ］电容ＰＴ３ｌ，５测微仪１工作台位置的测量值输入控制器４与将
圈２２自由度控制系统框图
・国家自然科学基盘资助项￣（９７０２。２０１０收到初稿５９５１）００２５２００２收到修改稿０１９８
根据对上面控制系统的分析可得如下控制方程
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机
ｅ＝一一
体静压支承，液体静压支承的载荷容量和刚性较气体静压支承要好，但液体不洁净，且需要回收，
势必影响精度和引起机构复杂，温度和粘度等的变化也会影响其抗干扰的能力
空气支承通常采用通过控制器驱动阀门，改变空气压力调节气膜厚度，来实现支承精度【，存在的问题是空气膜衰减性较差、刚性小，导致系统响应速度慢、小振动不易去除口，其精度虽能１达到０１ｍ，但再要提高就不容易了本文基于．ｕ现代控制理论，提出了一种新型的主动空气支承，不改变供气压力，利用压电陶瓷的伸缩量来补偿
空气膜厚度随外部干扰的变化对支承精度的影响。在建立理论模型的基础上，介绍了二维自由度控制器的优化设计方法，使系统具有精度高、

空气静压支承关键技术研究

２
（）向轴承Ｉ内的压力分布ａ径司隙
（）推轴承间隙内的Ｊ分布ｂ止主力
图１气膜间隙内压力分布数值仿真结果
构建了静态性能测试平台，实验结果与数值仿真结果吻合较好，说明数值仿真的准确性较高，可以用于预测空气静压轴承的静态性能，并能优化丰要结构参数。
力。今后的工作重点足加强工程应用，以应用需求为牵引，进一步提高制造精度和质量稳定性，提升设计
水平和测试能力。
参考文献
【夏１］欢，王洋，陶继忠．气体静压球轴承的静特性分析及其实验研究．制造技术与机床，００３２ —４２１，：０２．
造能力和装配水甲紧密联系的设计模式［４３］－。
３关键零件精密加工与装配技术
从材料、热处理、精密磨削、精密研磨以及精密装配等多方面进行了深入探索，掌握了关键工艺参数，
配制了专用研磨膏，研制了专用工装。确定了合理的工艺路线，实现了大尺寸平面、深孔的精密加工，精度达到亚微米级。研制了多套样品，件质量和系统精度都很稳定，为今后面向工程应用提供了技术保障。零
。
陶继忠
研究员
Ｏ８１ —２４４６４９９９
ｉｍｍｔａｐａ．ｎ＠ｃｅ．ｃｃ
▲
空气静压支承关键技术研究
气静压支承是依据气体润滑理论，采用压缩气作为工作介质，实现非接触运动的精密支承方式。

静压支承摆动液压马达研究

Ａｓａｔａｅｎｔｅｒｕｒｅｔｏｅ￣ｅｒｇａｔｉｐｅｓｒｓｐｏｔｏａｙｒｕｃａｔａｒａｅｉｅｙｂｔｃ：ｓｄｏｑｉｍｎｓｆｎｎｅｎ，ａｃｒｕｅｕｐｒｒｒｈｄａｌｃｔｓｓｎｄｂｒＢｈｅｅｉｓｔｓｔｙｉｕｏｗｄｇ
ｔｒｆｔｅａｔａｏ，ｏｒｓｏｄｎａｃｌｔｎｆｒｌｓｗｅｅｄｄｃｄ．ｉｌｔｎｒｓｌｓｉｄｃｔｈｔｖｒａｃｆｉｕｄｒ－ｕｅｏｈｃｕｔｒｃｒｅｐｎｉｇｃｕａｉｏｍｕａｒｅｕｅＳｍｕａｉｅｕｔｎｉａｅｔａａｉｎｅｏｑｉｅｌｏｏｌ
ｓｓａｃｒｔｔｏａｐｅｆａｔａｏａｅｌｓｎｕｎｅｕｏａｒｉｇｃｐｃｔｂｔｏｌｔｍｐｒｔｅｏｃｕｔｒｈｓｓｍｅｉｔｎｅ，ｏａｉｎｓｅｄｏｃｕｔｒｈｖｅｓｉｌｌｆｅｃｐｎｃｒｙｎａａｉｙ，ｕｉｅｅａｕｒｆａｔａｏａｏｉｕｎｅｕｏａｒｉｇｃｐｃｔ．ｅｄｓｇｅｏａｙｈｄａｌｃａｔａｏａｈｂｌｔｆａｔｅｔｒｎｗｈｃｍｐｏｅｌｆｎｅｃｐｎｃｒｙｎａａｉｙＴｈｅｉｎｄｒｔｒｙｒｕｉｃｕｔｒｈｓｔｅａｉｙｏｕｏｃｎｅｇ，ｉｈｉｒｖｓｉｉｔｅｓｒｅｌｅａｄｃｎｒｌｃａａｔｒｓｉｓｏｈｃｕｔｒｈｅｖｉｏｔｏｈｒｃｅｔｃｆｔｅａｔａｏ．ｆｎｉ

立式车床液体静压导轨的性能分析与研究

立式车床液体静压导轨的性能分析与研究摘要：液体静压导轨是液体静压支承应用的重要方面。

由于具有工作寿命长、摩擦系数低、速度变化和载荷变化对油膜刚度影响小、工作稳定等诸多优点，液体静压导轨被广泛应用于精密加工机床、雷达天线等民用与军用设备中。

随着对数控机床的加工精度和效率要求的不断提高，为了提高工作台承载能力和性能，减少工作台和底座问磨损，延长工作台使用寿命，液体静压导轨在各种数控机床中（特别是重载高精度数控机床）也得到了广泛的应用。

关键词：立式车床;静压导轨;定量供油;薄膜反馈节流1.液体静压支承的原理及特点液体静压技术发展已经有很长的历史。

随着静压技术迅速发展，应用范围不断扩大，几乎遍及整个机械制造行业，包括仪器、冷轧机、雷达天线座等民用与军工的设备上。

静压导轨是静压技术在机床上的重要应用。

随着静压导轨技术的不断成熟，其在机床中的应用也越来越广泛，尤其在数控机床和超精密机床上应用更为广泛。

1.1液体静压支承的原理液体静压支承是借助于输入支承工作面间的液体静压力来支承载荷的滑动支承。

其工作条件为纯液体润滑。

液体静压支承按照供油方式的不同分为如下两种形式（1）定压供油式静压支承：仅由油腔、进油口及四周封闭的封油面即可组成最基本的单油腔静压支承。

由一油泵供油并且在通往油腔的油路上设置节流器。

节流器起到调压的作用，使油腔压力随载荷的变化而自动调节，从而保持油腔压力与载荷平衡。

定压供油式静压支承具有成本低，易于安装维护的优点，但由于设有溢流阀和节流器，所以功率损耗大，油箱容易发热。

通常应用于机床运转功率小的部分。

（2）定量供油式静压支承：供油系统以恒定的流量供给油腔，油腔压力取决于供给的流量和出油液阻。

通常采用定量油泵或定量节流阀来实现恒定流量供油。

定量供油式静压支承具有高可靠性，低功率损耗，低温的优点。

但是由于油路较长，润滑油的压缩性和惯性的影响就较大。

定量供油式静压支承在大型或重型机床的静压轴承和静压导轨上得到广泛的应用。

超精密加工的机床设备

超精密加工的机床设备摘要：超精密加工技术的发展直接影响整个国家的制造业发展，影响尖端技术和国防工业的发展。

机床是实现超精密加工的重要载体，机床的制造水平和研究水平便显得非常的重要。

本文在论述目前国内外超精密加工机床的现状的同时，介绍了国内外有代表性的几种超精密加工机床，并介绍分析了超精密机床的精密主轴部件、进给驱动系统、误差建模和补偿技术和数控技术。

关键词：超精密加工机床发展关键技术1.引言制造业是一个国家或地区国民经济的重要支柱，其竞争能力最终体现在新生产的工业产品市场占有率上，而制造技术则是发展制造业并提高其产品竞争力的关键。

精密和超精密加工技术是制造业的前沿和发展方向。

精密和超精密加工技术的发展直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展，世界各国对此都极为重视，投入很大力量进行研究开发，同时实行技术保密，控制关键加工技术及设备出口。

随着航空航天、高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光等技术的迅猛发展和多领域的广泛应用，对各种高精度复杂零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工需求日益迫切。

目前，国外已开发了多种精密和超精密车削、磨削、抛光等机床设备，发展了新的精密加工和精密测量技术。

最近几年，我国的机床制造业虽然发展很快，年产量和出口量都明显增加，成为世界机床最大消费国和第一大进口国，在精密机床设备制造方面取得不小进展，但仍和国外有较大差距。

我国还没有根本扭转大量进口昂贵的数控和精密机床、出口廉价中低档次机床的基本状况。

由于国外对我们封锁禁运一些重要的高精度机床设备和仪器，而这些精密设备仪器正是国防和尖端技术发展所迫切需要的，我们必须投入必要的人力物力，自主发展精密和超精密加工机床，使我国的国防和科技发展不会受制于人。

2.超精密机床的发展现状2.1国外超精密机床发展现状目前在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本, 这3个国家的超精密加工装备不仅总体成套水平高, 而且商品化的程度也非常高。

液体静压支承转台的动力学分析与数值模拟

＋北京市科委科技发展重点项目（００００８００）北京市教委项Ｚ８１４２８００，目（Ｍ２０１０５０）科技部科技重大专项“ Ｋ０９０００５，高档数控机床于基础
制造装备 ” 之子课题 ” 数控重型桥式龙门五轴联动车铣复合机床 ”
（０９ｘ０２０１２０ｚ００ — ３）４
其中，为质量矩阵，为刚度矩阵，｝示位移嗍｛表豇对时间的二阶导数。这是无阻尼自由振动的运动方程，定式（）假２的解为简谐函数形式：｛｝＠）ｎｏｕ＝ｓｔｉｔ（）３
设供油压强为ｐ，油腔内的压强为Ｐ腔内径油
１．态分析理论【２模 ” 】
模态分析就是求解无阻尼、无外载情况下运动方程的特征值及特征向量，没有阻尼及外载的情在况下，台振动简化后的运动方程的矩阵形式为：转
［｛｝［ “＝＋｛｝０（）２
１理论分析
１１液体静压支承承载力理论．
其中为第ｉ个固有频率。特征值和特征向量的数目与动力自由度的数目相同。２数值模拟
为圆盘外径为／油膜厚度为，＇２，单个油腔的有效
其中，｝｛为特征向量或阵型，咖为圆频率。对假定的简谐函数形式解进行微分并代人运动
方程，到如下式子：得（一）｝０｛＝咖式（）两种可能的解形式：４有（）４
一
２｝０（１，／｛＝ｉ， …）＝２

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。

液压马达滑靴副倾侧状态下的静压支承特性分析

略了引起滑块倾侧的因素．而且静压支承特性的分
析也是基于静力学条件．没有考虑滑块工作时的动压效应和润滑油粘温效应对压力场的影响，这显然
１２流量连续性方程．由柱塞腔经阻尼管进人油室的油液体积应等于从油室经滑靴四周密封带泄漏的油液体积。图如２所示．虚线ＡＣ所围区域为控制体积，２取ＢＤ沿１２向单位长度的流量包括剪切流量和压差流量．即
一
与滑靴的实际工况条件有较大差距０。
１滑靴副静压支承流场的数学模型
如图１所示．０为曲轴转动中心．为其几何中０．心．０为球头中心，曲轴转角．为以柱塞上死点对应的００连线为曲轴转角的度量基准，，为作用于球头上的摩擦力矩，向与连杆摆动方向相反ｆ方在 — ｎ２处连杆摆动方向发生变化．／滑块的倾侧方向
曲轴连杆式液压马达中的４对摩擦副即配流副、柱塞一缸体副、铰副和连杆滑块一曲轴副（球简称指靴副）马达的整体性能有直接影响．人探对深讨它们的作用机理以便设计出结构更加合理、能性
更加优越的摩擦副一直是液压工作者所致力于解
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液压马达滑靴副倾倒状态下的静压支承特性分析 —— 唐群国陈文章编号：０４１９ｘ（０２０ — ０５ — ０１０ — ３２０）７５５４
灵
陈卓如等
液压马达滑靴副倾侧状态下的静压支承特性分析

高速空气静压主轴动静态特性的有限元分析

气体轴承技术是一种随着高科技的出现而发展起来的先进的实用技术，它具有几乎没有摩擦、无磨损、无污染、回转精度高，能在高温和低温工况下工作等特点，以气体轴承在高速回转主轴和超精密主轴中有广泛的应所
７节藏嚣
８电鞔转手
９电机定子
１后蟪墨Ｏ
ｌｌ遗气譬ｊ头囊
１２蠕仃
ｌ后轴麓３ｌ４冷却水管攘头
Ｉｓ摊气孔
２止攫袖摹
３辩埔墨
图１空气主轴结构图
１０２０
１０００
８００
６００６．０８．
优化奠定基础。
０８
０６．０４．蚪０２
［摘要］本文利用ＡＳＳ件过对高速大功率空气静压电主轴动静态特性进行有限元分析研究，到电主轴的动静态特性的理论数据，ＮＹ软得为后续对轴承的支承结构和主轴的动静态特性进行优化提供必要的理论依据。［关键词］高速主轴有限元动静态特性中图分类号：Ｋ３．＋１Ｔ７０３２文献标识码：Ａ文章编号：０９９４（０９３— ２７０１０ — １Ｘ２０）５０１２
图３４主轴静态特性的有限元分析模型 —
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ｌ２７１
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Ｉ ■
图６出的是在轴端施加一个８０的集中力的时候主轴的变形曲线。给０Ｎ从图中可以看出，主轴的前端向Ｆ倾斜，后端向上倾斜。图７主轴的刚度特性曲线，是描述了土轴在不同载荷作用下，轴端的位移变化和主轴的刚度变化趋势。从图中我们可以看出，外载荷为１０ｊ０Ｎ的时候，主轴轴端的位移为１７ｕｍ右，．左轴端的外载荷为８００Ｎ的时候，端的位轴移为２．５ｍ０５。而主轴的刚度随着外载荷的增加而旱减小的趋势，外载荷存为１００Ｎ的时候。轴的刚度最大，６ＸＩ主为７／ｌｌ。从图８可以看出，中的轴承５其在同的外载荷左右下，其偏心率基本为零，也就是说，个轴承没有对主轴起到支承的作用。另外，这我们通过结合图３９图３ｌ可以看出，和０主轴在外载荷为５０的时候，承ｌ０Ｎ轴的偏心率达到了０４左右，就是说超过了丰轴Ｊ常ｉ．也Ｉ作时候的偏心率，这表面主轴的承载能力要小于５００Ｎ。通过这些轴承偏心率的变化规律的研究为主轴轴系的研究

基于FLUENT的液体动静压轴承的动态特性分析

基于FLUENT的液体动静压轴承的动态特性分析于天彪;王学智;关鹏;王宛山【摘要】Computational fluid dynamics software FLUENT was used to analyze the dynamic characteristics of five-chamber hybrid bearing, and the internal pressure and temperature field of hybrid bearing was obtained. The carrying capacity, temperature,stiffness,damping and other dynamic parameters were calculated,and the influence of eccentricity and speed on the dynamic parameters was analyzed. The results show that in the condition of oil pressure and bearing eccentricity constant, with the rotate speed increasing,the oil temperature rises,and the carrying capacity and the attitude angle increase; in the condition of oil pressure and rotate speed constant,with the increasing of eccentricity,the flow and the carrying capacity increase,and the attitude angle is essentially unchanged.%应用计算流体力学软件FLUENT对超高速磨削用五腔动静压轴承进行动态特性研究,得到动静压轴承内部压力场和温度场分布；计算轴承的承载力、温度、刚度、阻尼等动态参数,分析这些动态参数与偏心率以及转速之间的关系.结果表明:在保持供油压力和轴承偏心率不变的情况下,随着转速的提高,油温上升,轴承承载力及偏位角不断增大；在保持供油压力和主轴转速不变的情况下,随着偏心率的增大,轴承流量有所减少,轴承的承载能力不断增大,偏位角基本保持不变.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2012(037)006【总页数】5页(P1-5)【关键词】动静压轴承;压力场;温度场;承载力;刚度;阻尼【作者】于天彪;王学智;关鹏;王宛山【作者单位】东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004;东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004;65559部队辽宁本溪117000;东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004;东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004【正文语种】中文【中图分类】TH133.3超高速磨削技术的实现，需要综合提高各种零部件的性能和工装技术水平。

静压支承

1.1.2 本课题的意义
提出的新型静压支承结构，打破了传统的静压支承设计方法，采用闭环油膜控制方式解决了由于大载荷变动而带来的支承面尺寸大、加工误差大、流量变化大、油腔压力变化大等一系列问题。虽然本课题提出的新型结构是在平面静压支承下提出的，但是平面静压支承与球面、径向等静压支承的支承原理是一样的，如果本新型静压支承结构在平面下可行，则可以推广到球面与径向静压支承。目前国内生产的众多大型试验机中，采用的随动结构大多为滑动或滚动摩擦结构。本课题采用的静压支承结构，减小了摩擦力对水平方向作用力的影响，提高了试验机的性能和对试件的测量精确度，成本相对低廉。如果研究取得成功，则可以在各个行业内应用。因此，本课题的研究既在理论上有重要意义，又在工程实际方面具有很大的应用价值。
由于静压支承具有良好的油膜均化作用，因此它成为现代精密加工设备的主要支承。为了弄清楚均化机理，了解有关零件精度对支承运动精度的影响程度，从而近一步提高运动精度，近年来对这方面的研究正在深入。以前人们对静压支承的研究主要是节流形式，研究出固定节流，可变节流及定量供油等形式，以获得良好的静压轴承刚度，但各种形式在高频下具有几乎相同的动态刚度。近年来的研究重点已转化为油腔结构，用尽可能简单而便于加工的节流器与合理的油腔结构相匹配，达到良好的动静特性，这包括[23]：
的供油量为：0.001329L/s
（7）油膜轴承的最小油膜厚度0.064mm。
由于此油膜轴承是轴向回转的，所以其轴承套壁厚的磨削公差<0.005mm,即此轴承的最小油膜厚度是0.064mm[3]，相对于本课题所设计的静压轴承的油膜最小厚度而言属于较小的，尽管如此，此油膜轴承的流量仍然很大，为0.001329L/s，同时会造成整个液压系统的功耗大。液体动静压混合轴承是我国80年代发展起来具有世界先进水平的高新技术产品。是一种既综合了动压轴承和静压轴承的优点，又克服二者缺点的新型滑动轴承。由北京北航精密机电有限公司（原北京中航设备改造研制厂）生产的“液体动静压混合轴承及主轴功能部件”利用孔式环面节流与浅腔节流串联的结构，使压力油进入油腔中产生足够大的静压承载力，将主轴悬浮在高压油膜中间，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的轴与轴承磨损现象，提高了主轴的使用寿命及精度保持性。该产品1992 年被国防科工委定为“八五”重点推广的高科技产品；1993年被北京市科委列为重大科技成果推广项目； 1997年获航空部级科技进步二等奖；1999 年被评为国家级科技新产品。目前已有28 个省、市、自治区的500 家企业的数千台设备上使用了液体动静压混合轴承，创造了良好的社会和经济效益。动静压轴承不仅用于外圆磨床和内圆磨床，在沟道磨床、曲轴磨床、无心磨床、工具磨床、平面磨床、轧辊磨床、螺纹磨床、弧齿磨床、精密镗床、电机主轴、金刚镗头等设备上应用均取得了良好的使用效果。北京飞航精密机械设备有限公司为我国某重型机械集团公司改造的一台上世纪50 年代苏联产M3724 平面磨床，该磨床原主轴及轴承已报废，设备停机，采用动静压平磨组件进行改造，粗磨进刀量达0.3mm，是原设计的5～6 倍[13]。

静压支承球铰副的支承特性研究

铰副中必然会产生一定的摩擦力，导致对滑靴副的油
压力降也减小，便使得两油室内的压力都增加，而这进使滑靴副和球铰副油膜的液压反推力都增大，去平衡
膜厚度、侧产生很大的影响ｌ，而对轴向柱塞泵的倾＿从１ｊ
ＪｉｔＢａｅｎＨｙｒｓａｉｅｒｎｏｎｓｄｏｄｏｔｔｃＢａｉｇ
ＨｕＸｉ－ｕ，ｎｉｌｎ，ｉｇＷｅｎｈａＹａｇＪ－ｏｇＪａｉｎ
（江工、大学机电工程学院，江杭州浙Ｉ浙
滑靴的作用力。当流体压力有一增量时，柱塞与滑靴之间的球铰副和滑靴副的油膜厚度都将减薄，得通使
过间隙阻尼的流量减小，而流经进口阻尼管产生的从
在实际工作中，塞球头要承受着来自流体的全部压柱力，时还要作相对于滑靴球窝的运动，同因此在这对球
由于ｖ＇绝对速度）足ｖ：３（满３故式（）简化为Ｑ＝Ｓ８可ＡＡ・由式（）（１）９和式１可知＝ＳＡ
，
（０１）（１１）（２１）
用式同步伸缩套筒液压缸具有下面的特点：由隔流芯
［］丁数模．２液压传动［．Ｍ］北京：械工程出版社．９８机１９．
维普资动
２００２年第１期１

高速动静压轴承支承主轴系统动特性测试研究

ＥｘｒｍｅａｕｙｏｎａｉｅｆｃｅｔｏｐｉｄｌｙｔｍｐｅｉｎｔｌＳｔｄｎＤｙｍｃＣｏｆｉｉｎｓｆｒＳｎｅＳｓｅＳｐｒｅｙＨｉｈＳｅｂｉａｉｇｕｐｏｔｄｂｇ＿ｐｅｄＨｙｒｄＢｅｒｎｓ
第４５卷
第５期
西
安交
通大学学
报
Ｖｏ．ＮＯ５１４５．Ｍａ２１ｖ０１
２１０１年５月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩＡＮＩＪＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＴＹＩ
－－＿
同动静究速
ｓｓｅｙｔｍ．Ｔｈｄａｃｃｅｆｃｅｓｆｒｔｒｂｅｒｎｓｔｍｎｃｅｓｗｉｈｈｅｎｒａｉｓｐｙｅｙｎｍｉｏｆｉｉｎｔｏｏｏ — ａｉｇｙｓｅｉｒａｅｔｔｉｃｅｓｎｇｕｐｌ
ｐｅｓｒｎｐｎｌｐｅ．Ｉａｅｏｏｓｐｌｒｓｕｅｈｍｐｃｆｒｔｔｎｐｅｎｄ — ｒｓｕｅａｄｓｉｄｅｓｅｄｎｃｓｆｌｗｕｐｙｐｅｓｒ，ｔｅｉａｔｏｏａｉｇｓｅｄｏｙｎｍｉｃｅｆｃｅｔｓｓｉｈ．Ｉｈｕｐｙｐｅｓｒｎｒａｅｏａｃｒａｎｄｇｅ，ｔｅｒｔｔｇｓｅｄａｃｏｆｉｉｎｓｉｌｔｆｔｅｓｐｌｒｓｕｅｉｃｅｓｓｔｅｔｉｅｒｅｈｏａｉｐｅｇｎｐａｓａｍｐｒａｔｒｌｎｔｅｄｎｍｉｏｆｉｉｎｓｌｙｎｉｏｔｎｏｅｏｈｙａｃｃｅｆｃｅｔ．Ｋｅｗｏｄ：ｈｂｉｅｒｎｙｒｓｙｒｄｂａｉｇ；ｄｎｍｉｏｆｉｉｎｓａａｅｅｄｎｉｉａｉｎｙａｃｃｅｆｅｔ；ｐｒｍｔｒｉｅｔｆｔｃｃｏ

气体静压轴颈轴承的静特性分析及其实验研究

中图分类号：Ｔ１７２文献标识码：Ａ文章编号：０５０５（０６２— ０３Ｈ１．２４— １０２０）１２４—
，
对气体静压
并通过实验验证，表明该方法
ＡｔｔｃＰｅｆｒａｃａｙｉｎｐｒｍｅｔｌＳｕｄｆＡｅｏｔｔｃＳａｉｒｏｍｎｅＡｎｌｓｓａｄＥｘｅｉｎａｔｙｏｒｓａｉ
ＪｕｎｌＢｅｒｎｏｒａａｉｇ
ＰｅｇＷａｈａＰｕＲｕｉｇｎｎｕｎｐｎ
（ｎｔｕｅｆｃａｉｎｆｃｒｇＴｃｎｑｅＣｉａＡａｅｙｏｎｉｅｒｇＰｙｉ，ｉｙｎｉｈａ２９０ＣｉａＩｓｔｔｏｈｎｃＭａｕａｔｉｅｈｉ，ｈｎｃｄｍｆｇｅｎｈｓｓＭａａｇＳｃｕｎ６１０，ｈｎ）ｉＭｅｌａｕｎｕＥｎｉｃｎ
图１双排供气小孔截流气体轴承结构
方程的模块，极大地降低了编程的难度和复杂性。本文作者介绍Ｍｔ的偏微分方程（ａｔｉｅｎａａａｌｂＰｒａＤｆｒｔｉｌｆｅｉｌ
ＥｕｔｎＰＥ）工具箱在气体润滑问题中的应用。ｑａｉ，Ｄｏ并对轴承的承载能力和刚度等静特性进行了理论分析
和实验验证。１数学模型
由于一般气膜厚度只有几十微米，与其它宏观量如轴径、轴承宽度等相比，数量级相差很大，无量纲
化可使所有参量处于同一数量级，可以有效避免数值
计算中由于数量级相差很大而造成的数据溢出和截断误差。等温过程稳态的无量纲Ｒｙｏｓｅｎｌ方程为Ｃ：ｄ２３

电液伺服缸导向套静压支承结构特性分析

电液伺服缸导向套静压支承结构特性分析电液伺服缸是一种常见的液压传动装置，它具有速度快、运动平稳、力矩大等优点，广泛应用于工程机械、航空航天、汽车制造等领域。

而作为电液伺服缸中的关键零部件之一，导向套静压支承结构的设计和性能对整个伺服缸的性能起着至关重要的作用。

本文将对电液伺服缸导向套静压支承结构的特性进行分析。

一、导向套静压支承结构的作用导向套静压支承结构是电液伺服缸中起主要支撑和导向作用的关键结构，它的作用主要包括以下几个方面：1. 支撑作用：导向套通过静压支承结构可有效支撑缸套和活塞，保证其在工作过程中的稳定运动。

3. 导热散热：导向套静压支承结构还可以充分接触液压油，通过导热散热作用，降低装置温升，提高装置的工作效率和寿命。

导向套静压支承结构通常由导向套、静压油腔、活塞、缸套等组成。

1.导向套：导向套是导向套静压支承结构的核心部件，其材质通常为高强度、高硬度的合金钢，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。

2.静压油腔：静压油腔是由导向套、活塞、缸套等构成的油腔，用于储存液压油，通过液压静压原理来支撑活塞的运动。

3.活塞：活塞通常由高强度的铝合金材料制成，其外表面通常涂有耐磨涂层，以保证活塞在缸套内的运动平稳。

4.缸套：缸套是活塞的运动轨迹，其内表面通常加工有高精度的光洁度，以减小活塞在其内的摩擦阻力。

导向套静压支承结构的性能特性主要包括支撑刚度、导向精度、导热性能等方面。

1.支撑刚度：导向套静压支承结构的支撑刚度是其最重要的性能之一，直接影响着电液伺服缸的定位精度和稳定性。

支撑刚度主要受到导向套、静压油腔、活塞、缸套等部件材料、几何形状、表面质量等因素的影响。

2.导向精度：导向套静压支承结构的导向精度是指活塞在缸套内的运动轨迹的稳定性和准确性。

导向精度受到导向套、活塞、缸套等部件内表面的光洁度、几何形状精度的影响。

3.导热性能：导向套静压支承结构的导热性能对整个设备的工作效率和寿命都有着重要的影响。

液体静压、动静压技术在我国机床的发展历史及现况

液体静压、动静压技术在我国机床的发展历史及现况丁振乾【期刊名称】《世界制造技术与装备市场》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P73-76)【作者】丁振乾【作者单位】上海原创精密机床主轴有限公司【正文语种】中文静压支承具有高精度、高刚度、长寿命等一系列优点而得到人们的重视和广泛应用。

最早的液体静压支承的雏形是在1878年巴黎国际博览会上展出的能灵活浮动的展品。

1938年美国加利福尼亚洲的帕罗马尔山天文观测站在200英寸天文望远镜上，首次成功地应用液体静压推力轴承。

该望远镜重量为500t，转速为1转/天，但驱动功率仅需70W。

1945年法国工程师P.Gerard发明了向心静压轴承，并于1948年成功地应用于Gendron磨床砂轮主轴上，在以后的几十年中，静压技术迅速发展，应用范围不断扩大，几乎遍及于整个机械制造行业，包括仪器、冷轧机、雷达天线座等民用与军工的设备上。

为制造精密磨床，国内上海机床厂于1958年首先开展该技术的研究。

随后1959年广州热带机床研究所成立，1962设立专业研究室。

经过五十多年的发展目前该技术已达世界先进水平，不但给新产品设计提供性能良好的轴承，提高了机床及设备的精度和效率，也为旧设备的精化改造提供了技术保证。

以下本文略述我国机床静压技术的发展过程及现况。

一、原理验证阶段 (1958～1960)当时毛细管节流及小孔节流静压轴承国外虽有理论公式，但在机床上的应用实例不多，对于轴承及节流器的具体结构参数甚至缺少资料。

因此只能根据已有的资料对静压轴承进行原理验证，以探讨在磨床上应用的可能性。

第一套静压轴承是装在一台外圆磨床砂轮架上，通过试验，初步验证了计算公式。

以后在上述试验基础上又制造了小孔节流静压轴承砂轮架，供三台磨床 (M7120及M7150型卧轴矩台平面磨床、Y7520W型万能螺纹磨床)生产试用。

如:M7120型平面磨床砂轮架轴承，以0.05～0.10mm的进给量磨削硬度为48HRC的45钢，一次走刀，光洁度即达▽9。

静压轴承的稳定性与动态特性分析

静压轴承的稳定性与动态特性分析导言：静压轴承是一种常见的轴承形式，其工作原理是利用气体或液体介质的静压力来支撑工作负荷。

相比于传统的滚动轴承，静压轴承具有较大的承载能力、较低的摩擦损失与振动噪声，成为许多高速转动设备中的重要组成部分。

本文将深入分析静压轴承的稳定性与动态特性，探讨其在实际应用中所面临的问题与挑战。

一、静压轴承的工作原理静压轴承使用介质力来支撑轴的负荷，其中介质可以是气体或液体。

其工作原理可以简单地描述为：当轴在静压轴承中旋转时，介质流体中形成良好的压力分布，从而产生支撑力。

具体而言，介质通过孔隙或缝隙进入轴承，由于轴的旋转而形成流动，这种流动产生了支撑力，并使轴与轴承垫片之间形成气膜或液膜。

这种气膜或液膜可以有效减小轴与轴承之间的接触面积，从而降低了摩擦和磨损，实现了轴的平稳运动。

二、静压轴承的稳定性分析1. 稳定性的定义静压轴承的稳定性是指轴承在工作过程中对外界干扰的抗扰能力。

在设备运行中，由于各种原因（如不均匀载荷、外力冲击等）会对轴承产生干扰，静压轴承的稳定性直接影响设备的运行稳定性与寿命。

2. 稳定性的影响因素静压轴承的稳定性受多种因素影响，包括介质特性、工作速度、载荷、尺寸和制造精度等。

首先，介质特性是影响轴承稳定性的重要因素，如介质黏度、压力和供应方式。

其次，工作速度也对轴承稳定性有很大影响，速度过高可能使介质无法形成稳定的气膜或液膜，导致轴承失稳。

此外，载荷、尺寸和制造精度都会对稳定性产生影响，如过大的载荷可能使气膜或液膜破裂，影响轴承的稳定性。

3. 稳定性的提升方法为了增强静压轴承的稳定性，可以采取以下措施。

首先，改变介质参数，如增加介质流量或压力，提高气膜或液膜的承载能力。

其次，通过优化轴承结构设计，如改变孔隙或缝隙的尺寸和位置，以提高气膜或液膜的压力分布。

此外，控制工作速度，避免超过轴承的承载能力，是提升稳定性的重要手段。

三、静压轴承的动态特性分析1. 动态特性的定义静压轴承的动态特性是指轴承在工作过程中的动态响应和振动特性。

水压轴向柱塞泵滑靴静压支承分析与计算

文章编号：!""#$!%&!（&""%）"&$"!"!$"#水压轴向柱塞泵滑靴静压支承分析与计算柯坚教授柯坚刘桓龙刘思宁许明恒摘要：如果设计不合理，水的低粘度将使得水压泵滑靴静压支承的泄漏流量极其严重，导致滑靴几乎不能正常工作，于是对其设计计算提出了新的要求。

利用滑靴支承面与柱塞头之间的短节流小孔来补偿细长阻尼孔的节流作用，对滑靴结构参数和性能参数进行了详细的分析与计算，为滑靴的设计提供了一定的参考依据。

讨论了温度对支承性能的影响。

关键词：水压泵；水压静压支承；水膜厚度；功率损失中图分类号：’(%&&文献标识码：)收稿日期：&""!—"*—!+油压元件及系统是现有工业机器和作业机械必不可少的动力来源，但长期因其漏油而造成了对环境的严重污染。

近年来，随着人们环保意识的进一步加深，人们试图寻找对环境有较强亲和力的新型驱动技术。

天然资源丰富而又不污染环境的水作介质的水压系统的使用将克服油压系统的缺点，它的发展已成为倍受关注的新课题［!］。

本文对水压系统中的核心元件———水压轴向柱塞泵的研究开发中所涉及的静压支承技术进行了详细的分析与定量计算，旨在为水压轴向柱塞泵的滑靴设计提供参考依据。

!水压静压支承水压静压支承通过在两个具有相对运动的固体表面间产生一定厚度的水膜，利用流体润滑来改善其摩擦状态，把固体间的干摩擦变为液体摩擦，从而减小摩擦阻力，降低材料磨损，提高元件的使用寿命和工作性能。

与油压静压支承的原理相同，水压静压支承也属于外部供压支承（润滑）。

水压静压支承的形成必须具备两个基本条件，即设置支承腔室和节流器。

水压泵目前多数仍沿用油压静压支承的形式。

图!所示是一种定量水压轴向柱塞泵的结构断面图。

如图!所示，滑靴与斜盘、柱塞与缸体、缸体与配流盘之间都采用了静压支承结构，而且多是采用高强度树脂材料与耐磨抗腐蚀性不锈钢配对组成。

静压气体轴承静态特性的理论研究综述

解析解与数值解的基本方法及新的进展，出基于雷诺方程的数值解已能满足静压气体轴承静态性能的工指程计算精度要求，但对于复杂结构气体轴承性能的准确分析，则有待于三维流场计算技术在静压气体轴承研
究领域的进一步应用。
关键词：静压气体轴承；小孔节流；环面节流；态特性静
直角坐标系下定常可压缩雷诺气体润核子工程等领域中，有着十分广阔的应用 ¨２。８４，国学者Ｇｓｖ．１５年法ＪｕｔａＡｏｈＨｍ首次提出了气体作为润滑剂的可能ｄｌｉｐ性。８７，国Ａｂｒｉｓｕ制成了一个空１８年美ｌｔｎｂｒｅＫｇｙ气润滑的径向轴承。９年Ｈｒｓ发表了考１１３ａｉｎｒｏ虑流体压缩性的润滑理论，在保留连续方程中的密度项、引用等温假设的条件下导出了可压缩
中图分类号：Ｈ３．６Ｔ１３３文献标志码：Ａ文章编号：６２— ００２０）１０７— ４１７３９（０６Ｏ —０３０
ＡｄａｃｓｉｓａｃｎＳａｉａａｔｒｓｉｓｖｎｅｎＲｅｅｒｈｏｔｔｃＣｈｒｃｅｉｔｃｏｔｒａｌｅｓｒｚｄＧａａｉｇｆＥｘｅｎｌＰｒｓｕｉｅｓＢｅｒｎｓｙ
轴承相比，其支承精度提高２个数量级，功耗降低
３个数量级，轴承的工作寿命则增长了数十倍，而在精密工程、超精密工程、微细工程、间技术、空电