静压导轨
静压导轨
静压导轨静压导轨工作原理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。
静压导轨技术作者：哈挺机床（上海）有限公司总工程师邱智博士众所周知，哈挺QUEST CNC精密车床和超精密（Super precision）车床,已是业界顶尖的车床产品，在哈挺超精密车床上配置静压导轨更能强化机器的超高精度和增进硬切削的功能。
未来全球的机床发展趋势将会是高速化，超精密，纳米化和信息化，同时生态环保的理念也会逐渐普及在新一代机床设计上。
哈挺公司在超精度创新技术上，将新研发的静压导轨技术配置在其QUEST CNC车床。
静压导轨是哈挺公司众多的技术专利之一，其基本原理就像磁悬浮列车。
大重型转台静压导轨承载设计
6.3米静压转台轴向承载导轨设计计算转台自身承载150t ，加上花盘自重42t ，共计192t 。
其中96t 由恒压卸荷承载，96t 由恒流静压导轨承载。
换而言之，96t 以内的载荷由恒流静压导轨单独承载，超出96t 时加上恒压卸荷承载。
(1) 恒流静压导轨：共12组恒流静压导轨，每组导轨承载8t ，即8000公斤力；外侧导轨的结构尺寸：L=96cm ，l=76cm ，B=37.5cm ，b=17.5cm ； 外侧导轨的有效承载面积：212398)5.37765.17965.177625.37962(61)22(61cm lB Lb lb LB A b =⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=+++= 内侧导轨的结构尺寸：L=64cm ，l=48cm ，B=38cm ，b=22cm ； 内侧导轨的有效承载面积：221701)384822642248238642(61)22(61cm lB Lb lb LB A b =⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=+++= 油腔压力：空载时20/85.0170123983500cm kgf p =+=满载时21/95.1191523988000cm kgf p =+= 导轨油膜厚度cm h 007.0002.0005.0=+=，46号机械油，3750/1064.3cm s kgf ⋅⨯=-μ则：外侧导轨的油腔所需流量：s cm lL b b B l h p Q /86.2)205.172076(1064.33007.095.1)(337350311=+⨯⨯⨯=-+-=-μ，约171.8 ml/min内侧导轨的油腔所需流量：s cm lL b b B l h p Q /68.2)16221648(1064.33007.095.1)(337350312=+⨯⨯⨯=-+-=-μ，约160.8 ml/min两个油腔流量基本一样。
流量定为150~200ml/min 。
(2) 恒压静压导轨：共12组恒压静压导轨，每组承载8t ，即8000公斤力；外侧导轨的结构尺寸：L=30.6cm ，l=18.6cm ，B=37.5cm ，b=25.5cm ； 外侧导轨的有效承载面积：219.786)5.376.185.256.305.256.1825.376.302(61)22(61cm lB Lb lb LB A b =⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=+++= 内侧导轨的结构尺寸：L=20cm ，l=8cm ，B=38cm ，b=26cm ； 内侧导轨的有效承载面积：22460)3882620268238202(61)22(61cm lB Lb lb LB A b =⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=+++= 油腔压力：满载时21/42.64609.7868000cm kgf p =+=。
静压导轨
②定位精度高,重复定位精度可达0.2μm。 ③摩擦阻力小,移动轻便,磨损小,精度保持性 好,寿命长。但滚动导轨的抗振性较差,对防护要求较 高。
任务四 支承部件及维修
直线滚动导轨
直线滚动导轨的作用 是用来支撑和引导运动 部件，依靠导轨两侧两
准备材料 学生实施
技术资料 学习材料 实训设备
现场诊断
维修质量检查 故障排除与 维修
任务实施 确定方案
小组讨论 收集信息
任务四 支承部件及维修
学生汇报演示
学学
教
学
集
教
生生
师
生
体
师
讲提
提
解
讨
讲
解问
问
答
论
解
任务四 支承部件及维修
教师总结
一、任务完成情况 二、存在的问题分析 三、解答 四、行动演示 五、检查与评价
润滑不良导致贴塑磨损任务四支承部件及维修任务四支承部件及维修数控机床对导轨的基本要求数控机床导轨的种类直线滚动导轨的的结构安装导轨常见故障及排除导轨的润滑和防护任务四支承部件及维修下页上页返回任务四支承部件及维修下页上页返回数控机床导轨的种类与特点导轨按接触面的摩擦性质可以分为滑动导轨滚动导轨和静压导轨三种数控机床最常用的是镶粘塑料滑动导轨和滚动导轨
➢ 滑动导轨 ➢ 滚动导轨 ➢ 静压导轨
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任务四 支承部件及维修
滑动导轨
滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、 抗振性高等优点,是机床上使用最广泛的导轨形式。 但普通的铸铁一铸铁、铸铁一淬火钢导轨,存在的缺 点是静摩擦系数大,而且动摩擦因数随速度变化而变 化,摩擦损失大,低速(1 ～60mm/min)时易出现爬行 现象,降低了运动部件的定位精度。
液体静压导轨技术分析
善措施分析[J].制造技术与机床,2017 (11) : 56-64.
[11] LIU T,GA0 W G, TIAN Y L,et al. Thermal simulation
modeling of a hydrostatic machine feed platform
[J]. The International Journal of Advanced Manu
与传统导轨相比，液体静压导轨具有明显的优势：由
于导轨之间的摩擦转变为液体摩擦，
使用磨损极
小；如果导轨的运动速度发生变化，对油膜的 度以及厚
度的影响都极小。
2液体静压导轨性能影响因素分析
2.1油膜厚度影响
液体静压导轨的主要性能指标为承载能力和刚度，这
两个指标均与油膜相关。由于上下导轨是通油膜连接，
油膜起到了支承进给系统装置及工件的作用，所以需要油
压导轨，从供油方式又可分为定量式与定压式⑷。本文以闭 式定压液体静压导轨为例，阐述液体静压导轨的工作原理。
闭式定压液体静压导轨是在上下两个相对运动的导 轨面通入一定压 保持不变的压力油，形成一层具有一 定承载能力与度的油膜，使上下两个导轨面分开，浮于 油膜之上，如图2所示。通过流量控制器调节油膜，使油膜 具有一定的承载能力和刚度，保证运动件之间为纯液体摩 擦，从而降低导轨与滑块之间的摩擦力，保证导轨运行时 的精度
响[J].中国机械工程,2013,24(11) : 1421-1424.
[6] 俊，
.液体静压导轨油膜厚度的控制方案研'
[J].节能技术,2006, 24 (6) : 558-561.
[7]
，赵 华，张作超，.PM流量控制器参数对液体静
压导轨性能 18 {186-194.
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2009-4-168:59:44 1 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。
滚动导轨难于与静压导轨媲美且国产静压系统与进口大型特级平面滚动轴承在价格上也相差不大。
静压导轨的名词解释
静压导轨的名词解释静压导轨，又称气静压导轨或气体静压导轨，是一种利用气体流动的原理来实现物体悬浮和运动的装置。
其核心理念来源于气体的压缩性和可压缩流体动力学原理。
静压导轨被广泛应用于精密仪器、工业机械、轨道交通、航空航天等领域，在提高运动稳定性、降低能量损耗等方面发挥着重要作用。
1. 静压导轨的原理静压导轨通过在导轨和滑块间引入高压气体，形成气体薄膜，使滑块悬浮在导轨上。
通常，导轨和滑块上均设置有精密加工的孔槽或沟槽，用来控制气体流动及薄膜的形成。
当滑块在导轨上移动时，气体通道也随之改变，从而使得气体压力分布不均匀，产生气体力的平衡作用，将滑块悬浮起来。
2. 静压导轨的优点静压导轨技术相较于传统的滚动轴承有着独特的优点。
首先，静压导轨无需润滑剂，因为气体自身就具有润滑功能，这样可以减少维护工作和使用成本。
其次，静压导轨摩擦力小、运动平稳，可以实现高速运动和长时间连续工作，适用于高精度控制系统。
此外，静压导轨具有良好的耐磨性和抗冲击能力，可以在恶劣的工作环境下使用，提高设备的寿命和可靠性。
3. 静压导轨的应用领域静压导轨广泛应用于各个领域，下面列举几个常见的应用领域：3.1 精密仪器在精密仪器制造领域，如光学设备、半导体设备等，静压导轨能够提供稳定的关键运动部件，确保设备的高精度运动和定位精度。
同时，静压导轨还能够减小机械振动和噪音，保证实验和生产的准确性。
3.2 工业机械工业机械中常用的数控机床、加工中心、模具机械等设备，也广泛应用了静压导轨技术。
这些设备通常需要高速、高精度的运动，静压导轨可以为其提供低摩擦、高刚度、高负载容量的支撑，提高生产效率和产品质量。
3.3 轨道交通静压导轨是高速列车的重要组成部分，例如磁悬浮列车。
静压导轨可以实现列车的悬浮和运动，减少与轨道的接触阻力，实现高速、平稳、低能耗的运行。
此外，在城市轨道交通的地铁车辆中，静压导轨也被广泛使用，提供舒适、安全的局部悬浮效果。
3.4 航空航天在航空航天领域，静压导轨被应用于飞行模拟器、航天器及卫星的定位系统等。
几种常用的导轨结构特点比较
几种常用的导轨结构特点比较
一、滑动导轨
滑动导轨具有一定动压效应的混合摩擦状态。
导轨的动压效应主要与导轨的摩擦速度、润滑油粘度、导轨面的油沟尺寸和型式等有关。
速度较高的主运动导轨, 应合理设计油沟型式和尺寸,选择合适粘度的润滑油,以产生较好的动压效果。
优点是结构简单、制造方便和抗振性好。
缺点是磨损快。
为提高耐磨性, 广泛采用塑料导轨和镶钢导轨。
塑料导轨使用粘结法或涂层法覆盖在导轨面上。
通常对长导轨喷涂法、对短导轨用粘结法。
四种导轨: 粘结塑料软带导轨、塑料涂层、金属塑料复合导轨、鑲钢导轨。
静压导轨按结构形式分为开式和闭式两大类。
二、滚动导轨
滚动导轨就是在导轨面之间装有一定数量的滚动体,两个导轨面只和滚动体接触,使导轨面之间的摩擦性质成为滚动摩擦。
特点:摩擦系数小(0.0025~0.005)
静、动摩擦系数很接近
结构形式
滚珠导轨
滚柱导轨
滚针导轨
1,滚珠导轨滚珠导轨结构紧凑,容易制造,成本较低导轨表面属于点接触,刚度低,承载能力较小适用于载荷较小的机床。
2,滚柱导轨承载能力和刚度:都比滚珠导轨大。
应用:载荷较大的机床,应用最广泛对导轨不平行度(扭曲)要求较高,否则要造成滚柱的偏移和侧向滑动, 使导轨磨损加剧和降低精度。
因此, 滚柱最好做成腰鼓形,中间直径比两端大0.02mm左右。
3,滚针导轨滚针导轨的特点是滚针直径小, 导轨结构紧凑与滚柱导轨相比,在同样长度内可以排列更多的滚针,因而承载能力较大, 但摩擦力大一些。
适用于结构尺寸受限制的场合。
简述闭式液体静压导轨副工作原理。
简述闭式液体静压导轨副工作原理。
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静压导轨
静压导轨工作原理
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。
工作原理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分类按结构形式分：开式、闭式开式：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和定压式。
定压式：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。
定量式指流经油腔的润滑油流量是一个定值，这种不用节流器，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，但这种结构复杂。
技术
作者：哈挺机床（上海）有限公司总工程师邱智博士
众所周知，哈挺QUEST CNC 精密车床和超精密（Super precision）车床,已是业界顶尖的车床产品，在哈挺超精密车床上配置更能强化机器的超高精度和增进硬切削的功能。
未来全球的机床发展趋势将会是高速化，超精密，纳米化和信息化，同时生态环保的理念也会逐渐普及在新一代机床设计上。
哈挺公司在超精度创新技术上，将新研发的技术配置在其QUEST CNC 车床。
静压导轨是哈挺公司众多的技术专利之一，其基本原理就像磁悬浮列车。
是用液压支撑滑块移动，磁浮是利用磁场力让列车悬浮。
的滑块被导轨上的高压油膜层支撑，在不与导轨碰触的状况下很平稳地快速移动，不会产生任何磨耗。
的功能表现远远超越传统的硬轨或滚珠（滚柱），这些传统的移动部件都是靠金属和金属的接触产生磨擦力，也导致磨损。
哈挺的QUEST CNC 车床所配置的提供了下列优越的功能：
·超优的吸振效果。
·增强硬切削（HardTurning）的功能。
寿命。
·延长机器寿命。
·提升各轴移动速度。
·增进切削圆度。
·改善切削表面粗糙度。
工作原理
液压油由外部的液压动力系统传输至每个液压滑块内，每个滑块配置6 个油承座，凭借高压油支撑滑块均匀地悬浮于滑轨上。
当切削力增大时，油承座内的油压力也成正比例的增加，实现了自动补偿功能，使切削力和油压支撑力达到相对应的平衡。
循环后的液压油由滑块端以常压状态回流至油箱，可重复使用。
液压自动补偿功能
在一般情况下，滑块内油承座的油压保持在稳定的状态，滑块和滑轨的间隙也保持一定的间距。
当切削力增大，对支撑的油承座产生较大的压力，滑块和滑轨间隙因切削力而变窄，油承座内的油压就会成正比例地增压。
这现象所产生的自动补偿增压可避免滑块，滑轨的间隙消失，进而防止滑块和滑轨间的接触磨损。
油压自动补偿功能也提
辣大叔酱板鸭
供了哈挺硬切削（Hard Turning）的防振功能和撞机的保护。
在哈挺机床上的贡献
哈挺精密车床比起其他传统线轨的车床，更能表现其卓越的精密车削能力和多项功能的提升，如刀具损耗降低，机器寿命延长，轴移动速度增加和撞机的保护。
的主要优点
特优的避振效果
振动是造成刀具过早损坏的主要原因。
机床如有较佳的减振（吸振）结构设计，就可明显地改善刀具寿命和工件的表面粗糙度。
哈挺机床在设计上，采用了高阻尼系数的混合材料（Harcrete）床身，加上的功能。
水泥床身的特性是超优的吸振效果和绝低的热变形量。
在哈挺机床上进行非连续切削，可凭借的液压和高阻尼系数的Harcrete 床身达到显著的减振效果。
增加轴移动速度
哈挺QUEST 8/51 和10/65 车床配置和双导程的滚珠丝杆，可使Z 轴速度由
38m/min 提高至58m/min，更高的移动速度可缩短切削周期时间。
增进工件真圆度
哈挺机床产品中配有的超精密车床，其切削真圆度可达到0.00012mm，无配置静压导轨的哈挺超精密车床，其切削真圆度可达0.00038～0.00050mm。
优越的表面粗糙度
哈挺的超精密车床，它的车削表面粗糙度约0.00020mm (Ra), 配置的超精密车床，其车削表面粗糙度可达到0.00010mm (Ra)。
防撞效果
经过多次的测试，显示在极高的冲击力下，没有任何的损伤。
这是因为液压力自动补偿功能可防止滑块和滑轨的接触碰撞，同时减低了
意外撞机的损坏。
显著延长刀具寿命和表面粗糙度
哈挺的切削测试是使用硬化后的工件进行非连续性的切削，结果显示刀具寿命延长达36%，
000 美元，同时工件表面粗糙度改善43%，从0.00013mm (Ra) 的粗糙度提升至0.000076mm (Ra)。
增进硬切削的功能(Hard Turning)
多年来，哈挺已是业界公认的硬切削专家。
硬切削可针对硬度45 ~65 Rc 的工件进行切削。
提升了哈挺硬切削技术至更高的层次。
硬切削特别是在非连续性切削中所产生的振动会被大大地降低，因为拥有较高的静态刚性和动态刚性。
静态刚性是指在额定的负载下，滑块和导轨间的变形量。
在切削进行中所产生的动态刚性是指在机器结构本身的自然频率下，所量测的振动振幅大小。
因为有极佳的防振效果，有助于机器产生极佳的动态刚性。
硬车削（Hard Turning）可局部取代磨削
哈挺的CNC 车床加上，可提供低振的硬切削效果，令许多工件达到磨削般的质量。
这使得硬切削在精益制造中扮演更重要的角色。
测试中证明，哈挺的CNC 车床，可对齿轮和键槽进行非连续性的硬切削，而且非常容易地达到齿轮所需的精密度和表面粗糙度。
硬切削的效益和磨削比较优势如下：
显著降低预装置工时，更少的制程和更快的加工周期
硬切削的制程效益：更容易控制切屑量，更多的切屑去除量，可同时
进行内圆孔，外圆切削。
具有螺纹切削功能，在标配车床上，可完成复杂外形工件的加工。
哈挺以标准工件作测试，来比较硬切削和磨削的预装置工时和加工周期时间。
测试结果提示工件和刀具时间节省340％
辣大叔酱板鸭
，加工周期时间节省达575％。
更有弹性
一般性切削和硬切削可同在一台车床上制程进行。
比较硬车削和磨削的效率，你可以轻易达到4：1 和6：1 高切削去除量。
假如工件发生设计变更，在车床上更改制程比在磨床上更改制程容易许多。
磨削是一项高成本的加工，因为它的加工周期而且加工准备时间非常耗时。
降低机器固定资产投资
哈挺的QUEST 车床价格远低于“同等级”磨床。
虽然高级磨床可进行多项研削功能，但价格却远高于车床。
另外，磨床的额外配备，如平衡器和修砂轮器，也增加了磨床的成本。
如果研磨工件可由切削完成，使用哈挺车床来加工工件，可创造更多利润。
降低刀具库存
硬切削刀具比砂轮便宜许多，而且不占空间。
硬切削使用CBN 刀片进行切削，可以很轻易地控制切削和快速的切屑去除量。
生态环保
硬车削所产生的切屑比磨削粉末更符合环保条件。
硬车削有时不需使
用冷却水，可减少污染过的冷却水回收，同时可降低成本。
(end)。