静压支承动静特性及运动误差研究进展

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。

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。

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。

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。