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液体静压导轨具有工作寿命长,摩擦系数低,低速下不爬行;速度变化和载荷变化对油膜刚度影响小,工作稳定;承载能力大等特点。为此,随着对产品精度要求的不断提高,液体静压导轨被广泛地应用到大型、重型机床及精密机床等工作台及其它运动件等核心部件中。
本文分析阐述了静压导轨的设计计算方法,在此基础上,运用流体动力学知识及ANSYS中的流体分析软件FLOTRAN对机床静压导轨受载后的油膜流场进行了静态模拟分析,并将仿真结果与理论值进行了对比。
静压导轨的油膜厚度决定了油膜刚度、静压导轨的承载能力及其工作性能。工作过程中,在外载荷的作用下,导轨的油膜厚度会随外载荷的变化而发生变化,这将导致当其受偏载时,导轨各油腔的油膜厚度发生不同程度的变化,致使导轨的整个油膜分布不均匀,最终直接影响液体静压导轨的工作性能。本文针对某机床的圆形工作台,对其静压导轨在不同外载荷作用下的油膜厚度进行了测量,分析了此静压导轨的油膜刚度。
以上分析研究表明,确保导轨油膜厚度始终处于最优值对于保证液体静压导轨工作性能是十分重要的。为达到油膜厚度保持最优值,本文在参考了工程中现有液体静压导轨伺服控制研究的基础上,分析了现有的静压导轨供油系统,综合所要达到的要求提出了新的伺服控制方法。最后构建了由液体静压导轨、传感器、伺服阀和控制调节器等组成的静压导轨伺服控制系统,为后续的研究提供一定的理论支持。