1　引言

　　對于精密圓臺立式磨床來說杰翰，要保證磨削工件的大平面粗糙度低答肤、精度高牢辣，除了要求磨頭好以外磨爪，還要求工作臺的工作性能要好。目前國內(nèi)外生產(chǎn)的φ1.6米精密圓臺立式磨床中善绎，工作臺導(dǎo)軌基本上采用滾動導(dǎo)軌黔漂，經(jīng)調(diào)查，滾動體磨損后高精度易于喪失禀酱，抗振能力不強(qiáng)炬守，在磨削高精度的大平面時(shí)，粗糙度值也不理想剂跟。而靜壓導(dǎo)軌與它比較减途，具有更小的摩擦阻力，使用壽命長曹洽，動態(tài)特性好鳍置，運(yùn)動剛度好，有一定的吸振能力送淆，運(yùn)動精度高税产。滾動導(dǎo)軌難于與靜壓導(dǎo)軌媲美，且國產(chǎn)靜壓系統(tǒng)與進(jìn)口大型特級平面滾動軸承在價(jià)格上也相差不大偷崩。因此辟拷，我們在研制φ1.6米精密圓臺立磨(該項(xiàng)目為原機(jī)械工業(yè)部1997年機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目)中采用了靜壓導(dǎo)軌，效果好欣挠。下面對本課題中靜壓導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)作一介紹卒亩。

2　靜壓導(dǎo)軌供油方式的確定

　　就供油方式而言，液體靜壓導(dǎo)軌目前分為恒壓和恒流供油兩大類怕枣。近年來德國划万、日本、美國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的機(jī)床庸既，對液體靜壓導(dǎo)軌的供油方式招蠕，不是千篇一律采用某種方式囊脉，有采用恒流供油方式，也有采用恒壓供油方式狗悔，這樣做有可能取決于傳習(xí)慣和供油系統(tǒng)的輔助件研制過關(guān)與否而定屉争。

　　圖1所示為每兩個(gè)油腔共用一個(gè)節(jié)流器，油泵供油壓力用溢流閥調(diào)整巡软，始終將壓力控制在某個(gè)合理數(shù)值上檩讯，即所謂恒壓式，圖2所示為每個(gè)油腔均有一個(gè)油泵全流量供油菌劲，即所謂恒流式干跛，兩種供油方式比較如下：

圖1

圖2

　　(1)由于工作重量不均，基礎(chǔ)件剛度有限祟绊，卡緊力引起局部變形楼入，以及欲想基礎(chǔ)件加工精度、粗糙度和安裝調(diào)試要求特高和穩(wěn)定牧抽，均難達(dá)到嘉熊。由此導(dǎo)軌上各個(gè)油腔壓力不可能均勻，若某個(gè)油腔達(dá)到或接近一定的油泵壓力時(shí)扬舒，靜壓就無法建立阐肤。采用恒流導(dǎo)軌沒有溢流閥，只要有足夠的流量讲坎，就能夠保持導(dǎo)軌之間脫離接觸孕惜，形成純液體摩擦。該系統(tǒng)的壓力儲備大晨炕，過載能力強(qiáng)衫画。

　　(2)由于外界飛揚(yáng)塵埃，運(yùn)轉(zhuǎn)中某些剝離下金屬瓮栗，油中析出的雜質(zhì)树季，以及基礎(chǔ)件內(nèi)腔中某些殘存臟物會使油污染，節(jié)流器一旦被堵塞蹂孽，恒壓導(dǎo)軌的油腔失壓撇扯，破壞了靜壓。若采用恒流靜壓酸穗，無節(jié)流器，即無堵塞現(xiàn)象發(fā)生启孔，工作安全可靠性高方蜡，但潤滑油仍需精密過濾，以防研傷導(dǎo)軌键羡。

　　(3)恒壓式油泵供油壓力高于油腔壓力時(shí)锚拳，即通過節(jié)流器產(chǎn)生壓力降，有壓力降就會有熱量產(chǎn)生，要維持供油壓力销泽，溢液閥一定要溢流氧胳，該部分溢流既消耗功率，又產(chǎn)生熱量辰令，結(jié)果油溫升高伴鳖，導(dǎo)致機(jī)床熱變形大，降低機(jī)床運(yùn)動精度徙硅，甚至于還有可能使靜壓導(dǎo)軌不能正常工作榜聂。

　　(4)就油膜剛度而言，恒流靜壓系統(tǒng)所具有的剛度嗓蘑，比恒靜壓系統(tǒng)中有反饋節(jié)流系統(tǒng)要差一些须肆，但比有固定節(jié)流系統(tǒng)要好得多。

　　根據(jù)上述二者之利弊桩皿，目前選擇恒流供油方式是比較合理的豌汇。同時(shí)基于湖北某機(jī)床廠二十多年采用恒流靜壓導(dǎo)軌的機(jī)床，無一因供油方式而產(chǎn)生故障泄隔。因此本磨床液體靜壓導(dǎo)軌的供油采用湖北某機(jī)床廠現(xiàn)行生產(chǎn)的1WZS04型十個(gè)頭恒流量分油器瘤礁，其原理圖見圖3。恒流量分油器的工作原理梅尤、工作性能和參數(shù)柜思，以及工作安全性，在此不作敘述巷燥。

1—電動機(jī)　2—飛輪　3—精濾器　4—變量泵　5—精濾器
6—溢流閥　7—恒流量分油器　8—壓力繼電器
9—壓力表　10—底座油腔　11—工作臺
圖3

3　靜壓導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與計(jì)算

　　(1)1.6米圓臺立式磨床的工作臺與底座設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)
　〈デ妗①工作臺直徑：1600mm
　　②工作臺轉(zhuǎn)速：0.8～32r/min
　〉哪帧③最大磨削直徑：1800mm
　〔┭④工作臺重量：W1＝18kN
　　⑤工作臺上磁吸盤重量：W2＝12kN
　∫硌⑥工件最大重量：W3＝60kN

　　(2)液體靜壓導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
　　如圖4所示剪妥，導(dǎo)軌外徑為1200mm，內(nèi)徑為1000mm缘嗦，均布十個(gè)油腔蝇居，每個(gè)油腔除外周回油外，還設(shè)置徑向回油槽烦草，徑向回油槽作用有二刮锹，既可作內(nèi)周回油道，又可作油腔之間斷壓槽用幽摔，以免壓力互相干擾惯狠。內(nèi)外有一道高1.5mm圍墻丙图，使導(dǎo)軌始終泡在潤滑油中工作，以免在回轉(zhuǎn)時(shí)將空氣帶入油腔而失壓空猜，若油路系統(tǒng)發(fā)生故障绽慈，突然停車，導(dǎo)軌間仍保持有油潤滑辈毯，不會產(chǎn)生干摩擦坝疼。油腔開在底座上，工作臺導(dǎo)軌鑲有鋅鋁銅合金導(dǎo)軌板漓摩，為了液體靜壓導(dǎo)軌預(yù)載裙士，工作臺至導(dǎo)軌處高375mm，使其承受剛度是足夠的管毙。

　　(3)液體靜壓導(dǎo)軌計(jì)算
　⊥茸怠①油腔壓力計(jì)算
　　油腔尺寸如圖5所示，虛線表示每個(gè)油腔承受壓力的有效面積Ae：

圖4

圖5

空載時(shí)一個(gè)油腔壓力：

滿載時(shí)一個(gè)油腔壓力：

　∝惨А②靜壓導(dǎo)軌機(jī)械油的選擇
　　眾所周知啃炸，機(jī)械潤滑油的動力粘度與溫度有關(guān)，如果粘度隨溫差變化大卓舵，則流量的變化大南用，這對恒流靜壓導(dǎo)軌很不利，需要經(jīng)常調(diào)整變量泵秫废。下面通過查手冊取二種機(jī)械潤滑油的動力粘度進(jìn)行比較末径。
　　10#機(jī)械潤滑油：
　　μ10℃=44.64×10-3Pa·s,μ40℃=14．29×10-3Pa·s
　　30#機(jī)械潤滑油：
　　μ10℃=250×10-3Pa·s,μ40℃=42×10-3Pa·s
　　由上可知，10#機(jī)械潤滑油μ10℃/μ40℃＝3.124倍情丛，30#機(jī)械潤滑油：μ10℃/μ40℃＝5.952倍肉棕，顯然，10#機(jī)械潤滑油的動力粘度隨溫差變化量小暂铭。因此披腻，選用10#機(jī)械潤滑油。
　〉卓取③油腔流量計(jì)算：

Q＝pλh³/（12μ）

　　p——油腔壓力(Pa);
　　h——油膜厚度(m)唱撩；
　　λ——節(jié)流邊系數(shù)；
　　μ——潤滑油動力粘度(Pa·s)珍霉。

取h＝9×10^-5m殃倒。

　　10℃時(shí)滿載的總流量：
　　Q_εμ10℃＝10Q_μ40℃＝6L/min
　　40℃時(shí)滿載的總流量：
　　Q_εμ40℃＝10Q_μ40℃＝19L/min
　　選用YBX型變量泵供油，額定流量為25L/min怎猜。根據(jù)油膜剪切消耗功率計(jì)算耽翁，若貯油箱容量選用大于600L，則油液溫升只在≤20℃左右怔接，足以保持安全可靠工作搪泳。

　　④油膜的剪切功率計(jì)算：
　　當(dāng)工作臺旋轉(zhuǎn)時(shí)扼脐，油在導(dǎo)軌間受剪切岸军，必須消耗功率。由于液體靜壓導(dǎo)軌無直接金屬接觸瓦侮，也就無摩擦損失艰赞。因此，只有工作臺導(dǎo)軌與底座導(dǎo)軌的相對速度肚吏，使油受剪切方妖，其剪切力大小與潤滑油動力粘度、面積罚攀、相對速度成正比党觅，與間隙成反比，其公式：

F'＝μAv／h

剪切力矩：　　M＝F'r
　　剪切所消耗功率：N＝1.075×10^－7μΑr²n²/h
式中：A——底座上的靜壓導(dǎo)軌與工作臺導(dǎo)軌實(shí)際接觸面積(油腔斋泄、徑向回油槽不計(jì)算在內(nèi))杯瞻，A＝（60²－56．6²＋53．4²－50²）π＋3．2×3．4×2×10^－5×10×10＝2066．32cm²＝2.06632×10^-1m²；
　　　r——導(dǎo)軌寬度的幾何中心到導(dǎo)軌圓心O的半徑癌蚂，r=(60-50)÷2+50=55cm=0.55m渴肿；
　　　n——工作臺最高轉(zhuǎn)速(r/min)。
　≡诓摺⑤油膜剛度計(jì)算：
J＝F／e

式中：F——載荷
　　e——從原始載荷狀態(tài)開始計(jì)算的位移量
　　F＝W₁＋W₂＋W₃＝90000N
　　e=0～h=0～9×10^－5m=0～90μ
　　∴Jmin＝90000／90＝1000N／μ

4　結(jié)束語

　　由于靜壓導(dǎo)軌具有一系列的特點(diǎn)肥爵，加之又采用了恒流量供油方式，所以使得磨床的摩擦阻力小敌灰，工作可靠舶抚，動態(tài)特性好，抗振性強(qiáng)剿液，運(yùn)動剛度好揩榴，運(yùn)動精度高，從而磨削工件精度高寨支。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)柱爵，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)惭舒，也不構(gòu)成任何其他建議晒来。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳郑现，對此類作品本站僅提供交流平臺湃崩，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻接箫、圖片攒读、文字如涉及作品版權(quán)問題朵诫，請第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容薄扁，以保證您的權(quán)益剪返！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。