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
返回
上页
下页
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.
机床导轨的维护保养
机床导轨的维护保养
1、静压导轨的维护保养
液体静压导轨在使用中应注意保持导轨面及润滑油的清洁，因此应有可靠的防护装置。
同时还应注意导轨回油的回收，注意将回油引回油池，以免因泄漏而影响工作环境，浪费润滑油。
在导轨工作过程中，当导轨油腔压力已达到设计要求时，工作台即应浮起。
如果工作台不能浮起，则可能有以下几方面原因：
①节流器堵塞，润滑油无法进入油腔；
②过滤器污染严重或已不能正常工作；
③润滑油在油腔内泄漏太多；
④导轨精度差，导轨的某些部分有金属接触，未能形成纯液体润滑。
上述种种现象可用压力表观察出来。
一旦故障排除，油腔建立了正常压力后，即能正常工作。
2、滑动导轨的维修保养
一般暴露式的机床导轨面易进入切屑和磨屑，而且还有进入切削液的可能，从而引起导轨油性能降低，出现导轨面的磨损、烧伤以及出现爬行现象等，应经常注意导轨刮屑板及防护罩的作用是否正常。
使用中应定期检视过滤器及切削液过滤器。
下表为一些润滑系统事故分析。
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。
空气静压导轨静态性能的解析计算及分析
" % + （ & !% ’ !% !" !$ ,） $ ’ （ %） * （ 由-+.、 式可求两平行平板之间的气体流量和压力分布。 ,）
%/ % 空气静压导轨静态性能计算
根据图 % ， 将 !, & !$ ，! $ & !% ，$ " - - # $ . .% ，* " / 0 % 代入 （ 式， 得到流经导轨的气体流量为： +） %） （ - ’ $） .%%&（ !,% ’ !$ #012 & $% !()/ 式中： !, 为小孔出口压力； ! $ 为大气压力； - 为节流孔数。 设空气导轨的气膜厚度在整个导轨面内处处相等，在供气 压力一定时， 各节流孔的出口压力均相等， 其值为 !, ， 则由供气 孔流入导轨的总流量为： #3- & -4!$ #
!4 N $ !/ !4 N $ !; 将（ 式写成： "） !L, A " !/L ! !4 !@
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@A
" 引言
超精密加工不仅需要超精密的回转运动，而且需要超精密 的直 线 运动 ， 实现 直 线 运动 的 超精 密 导 轨的 精 度 在 $G "@H I "$$HH 之内，其结构有滚动导轨、静压导轨和气垫导轨等数种 不磨损、 运动平稳、 精度 形式 J " K 。空气静压导轨具有摩擦力小、 高和几乎没有热变形等突出优点，但有承载低，还需要压缩空 气气源等缺点 J L! M K ， 但超精密切削加工的切削力小， 仅为几十 牛顿的力，因此，空气静压导轨广泛应用于超精密车床及精密 测量仪器。 空气静压导轨的结构形式有圆柱形、矩形、 <—平面形等， 这里主要研究矩形空气静压导轨的解析计算方法。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
台台上上，，並並讓讓滑滑軌軌側側邊基邊準基準 孔
任务四 支承部件面及面靠靠维上上床修床台台裝裝配面配面 部
STEP 1
STEP 2
S直TEP_2 性 ，靠滑 並上軌 讓线 滚床平 滑台穩 軌裝的 側配放 邊面在 基床 準
动
STEP_3 試油油鎖石石裝配螺絲以確認螺栓 孔是否吻合，並將滑軌底 部基準面大概固定於床台
➢ 滑动导轨 ➢ 滚动导轨 ➢ 静压导轨
返回
上页
下页
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。
任务四 支承部件及维修
镶粘塑料导轨不仅可以满足机床对导轨的低摩擦、 耐磨、无爬行、高刚度的要求,同时又具有生产成本 低、应用工艺简单、经济效益显著等特点。因此,在 数控机床上得到了广泛的应用。
任务四 支承部件及维修
滚动导轨
滚动导轨是在导轨面之间放置滚珠、滚柱、滚 针等滚动体,使导轨面之间的滑动摩擦变成为滚动摩 擦。滚动导轨与滑动导轨相比的优点是:
——屈原
任务四 支承部件及维修
观察故障现象 明确任务
数控铣床加工平面时刀痕明显，平面度超差，如何解决？ 可能原因：（1）程序编制不合理 （2）进给部分有间隙 （3）润滑不良导致贴塑磨损
学习导轨相关知识
任务四 支承部件及维修
机床导轨
知识链接
任务四 支承部件及维修
知识链接
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 导轨的润滑和防护
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
Байду номын сангаас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
①灵敏度高,且其动摩擦与静摩擦系数相差 甚微,因而运动平稳,低速移动时,不易出现爬行现象。
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
静压导轨横截面的几何形状一般V形和矩形两种。采 用V形便于导向和回油,采用矩形便于做成闭式静压导轨。另 外,油腔的结构,对静压导轨性能影响很大。 静压导轨在数控 机床上应用较少,有关详细介绍,在此从略。
任务四 支承部件及维修
任务四 支承部件及维修
导轨的润滑和防护
导轨的润滑
导轨最简单的润滑方式是人工定期加油或用 油杯供油 。
概 列或四列滚珠循环滚动 述 带动工作台按给定的方
向平稳移动做往复直线 运动。
具有结构简单、动静 摩擦系数小、定位精度 高、精度保持性好等优 点。
任务四 支承部件及维修
直
线
滚
动
导
轨
的
结
1-保持架 2-复合滚珠列 3-防尘垫片 4-端部挡板
构
5-单元轴承壳体 6-润滑油接嘴 7-轨道 8-侧面垫片
线滑轨-安装
可能原因2：机床水平度差，使导轨发生弯曲 解决方法：调整机床水平度、平行度、垂直度 在允许范围内
任务四 支承部件及维修
导轨常见故障及排除 故障2：导轨研伤 可能原因1：导轨润滑不良 解决方法：调整导轨润滑油量，保证润滑油压力
可能原因2：导轨维护不良 解决方法：加强保养，保护好导轨防护装置
任务四 支承部件及维修
底部裝配面
导
轨
的
STEP 3
安
装
STEP_4
STEP_5
任务四 支承部件及维修 使用側向固定螺釘，按順序將滑 使用扭力板手，以特定 軌側邊基準面逼緊床台側邊裝配 力按順序鎖緊裝配螺絲
面，以確定滑軌位置
將滑軌底部基準面逼緊
台底部裝配面。
STEP 4
STEP 5
任务四 支承部件及维修
静压导轨
静压导轨的滑动面之间开有油腔,将有一定的油通过节 流输入油腔,形成压力油膜,浮起运动部件,使导轨工作表面处 于纯液体摩擦,不产生磨损,精度保持性好。同时摩擦系数也 极低(0.0005) ,使驱动功率大大降低;低速无爬行,承载能力大, 刚度好；此外，油液有吸振作用,抗振性好。其缺点是结构 复杂,要有供油系统,油的清洁度要求高。
导轨常见故障及排除
任务四 支承部件及维修
数控机床对导轨的基本要求
导向精度高 精度保持性好 足够的刚度 良好的摩擦特性 导轨结构工艺性要好, 有合理的 导轨防护和润滑措施等
返回
上页
下页
任务四 支承部件及维修
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,其中,数控机床最常用 的是镶粘塑料滑动导轨和滚动导轨。
任数务四控支机承床部及件维及修维修 CNC Machine Tools Maintenance
情境二 数控机床常见部件的维修 任务四 支承部件及维修
任务四 支承部件及维修
任务目标
1、了解数控机床导轨的基本要求 2、熟悉导轨种类和结构特点 3、掌握直线导轨的安装方法 4、学会导轨部件的维修
百金买骏马，千金买美人； 万金买高爵，何处买青春？
对运动速度较高的导轨大都采用润滑泵，以 压力油强制润滑。
任务四 支承部件及维修
导轨的润滑和防护 导轨的防护
常用的刮板式、 卷帘式和叠层式 防护罩，大多用 于长导轨机床上， 如龙门刨床、导 轨磨床等。另外， 还有手风琴式的 伸缩式防护罩等。
任务四 支承部件及维修
导轨常见故障及排除 故障1：加工面在接刀处不平 可能原因1：导轨直线度超差 解决方法：调整或刮研导轨