[發(fā)明專利]靜壓軸承油膜厚度控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310279414.8
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103341781A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵俊鵬;董翔;孫桂濤;魏榮;吳迪
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: B23Q11/00
• 分類號: B23Q11/00;B23Q1/38;F04B49/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液體靜壓支撐技術(shù)和轉(zhuǎn)速容積復(fù)合調(diào)節(jié)技術(shù)，具體涉及一種靜壓軸承油膜厚度控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

液體靜壓軸承作為工作臺旋轉(zhuǎn)的軸向支撐，供油系統(tǒng)將液壓油強(qiáng)制送入工作臺與底座之間的油腔，油腔封油邊與花盤形成的間隙產(chǎn)生節(jié)流作用，從而使油液具有承載能力，將工作臺浮起，工作臺與底座之間形成油膜。厚度過大時，靜壓軸承的油膜剛度低，穩(wěn)定性差，加工精度受到限制且供油系統(tǒng)高負(fù)荷工作，能耗和功率損失大，工作壽命短；油膜厚度過薄時，工作臺易產(chǎn)生干摩擦，有研傷的危險。傳統(tǒng)液體靜壓軸承，油膜厚度不可控，在負(fù)載或工況變化時，油膜厚度不穩(wěn)定，影響加工精度和加工效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決傳統(tǒng)液體靜壓軸承的油膜厚度不可控，在機(jī)床的負(fù)載或工況受到干擾或人為因素而產(chǎn)生變化時，靜壓軸承的油膜厚度不穩(wěn)定，影響加工精度和加工效率的問題，本發(fā)明提供了一種靜壓軸承油膜厚度控制系統(tǒng)。

靜壓軸承油膜厚度控制系統(tǒng)，它包括DSP信號采集和處理控制器、機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、靜壓軸承和電渦流傳感器；所述的供油系統(tǒng)包括伺服變量泵和調(diào)速電機(jī)單元，所述的調(diào)速電機(jī)單元包括交流電機(jī)和變頻器；所述的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制信號輸出端與變頻器的信號輸入端連接，所述的變頻器的信號輸出端與交流電機(jī)的控制信號輸入端連接，所述的交流電機(jī)用于驅(qū)動伺服變量泵工作，所述的伺服變量泵的排量控制信號輸入端與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的排量控制信號輸出端連接，所述的伺服變量泵輸出的油用于控制靜壓軸承的升降，所述的電渦流傳感器用于采集靜壓軸承的油膜厚度信號，所述的電渦流傳感器的油膜厚度信號輸出端與DSP信號采集和處理控制器的實(shí)際油膜厚度信號輸入端連接，所述的DSP信號采集和處理控制器的控制信號輸出端通過以太網(wǎng)與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的控制信號輸入端連接，所述的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的給定油膜厚度信號輸出端通過以太網(wǎng)與DSP信號采集和處理控制器的給定油膜厚度信號輸入端連接。

本發(fā)明所述的靜壓軸承油膜厚度控制系統(tǒng)通過DSP信號采集和處理控制器對實(shí)際油膜厚度的信號處理提高了油膜厚度信號質(zhì)量，使之可作為被控對象并可實(shí)現(xiàn)有效觀測；通過伺服變量泵變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)高效率快響應(yīng)流量調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)靜壓軸承油膜厚度的可控。

本發(fā)明帶來的有益效果是，本發(fā)明所述的靜壓軸承油膜厚度控制系統(tǒng)使液體靜壓軸承的油膜厚度實(shí)現(xiàn)可控，在機(jī)床的負(fù)載或工況收到干擾或人為因素而產(chǎn)生變化時，其靜壓軸承的油膜厚度能夠保持不變，從而保證了加工精度和效率；使加工精度和加工效率分別提高了10%和20%，同時會產(chǎn)生附加效益，通過DSP信號采集和處理控制器得到高質(zhì)量的油膜厚度信號，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時有效觀測，DSP信號采集和處理控制器與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)之間使用以太網(wǎng)通信，提高了模塊化和通用性，靈活方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的靜壓軸承油膜厚度控制系統(tǒng)的電氣原理示意圖。

圖2為具體實(shí)施方式二所述的DSP信號采集和處理控制器的電氣原理示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：參見圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的靜壓軸承油膜厚度控制系統(tǒng)，它包括DSP信號采集和處理控制器1、機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)2、供油系統(tǒng)、靜壓軸承6和電渦流傳感器7；所述的供油系統(tǒng)包括伺服變量泵5和調(diào)速電機(jī)單元，所述的調(diào)速電機(jī)單元包括交流電機(jī)4和變頻器3；所述的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)2的轉(zhuǎn)速控制信號輸出端與變頻器3的信號輸入端連接，所述的變頻器3的信號輸出端與交流電機(jī)4的控制信號輸入端連接，所述的交流電機(jī)4用于驅(qū)動伺服變量泵5工作，所述的伺服變量泵5的排量控制信號輸入端與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)2的排量控制信號輸出端連接，所述的伺服變量泵5輸出的油用于控制靜壓軸承6的升降，所述的電渦流傳感器7用于采集靜壓軸承6的油膜厚度信號，所述的電渦流傳感器7的油膜厚度信號輸出端與DSP信號采集和處理控制器1的實(shí)際油膜厚度信號輸入端連接，所述的DSP信號采集和處理控制器1的控制信號輸出端通過以太網(wǎng)與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)2的控制信號輸入端連接，所述的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)2的給定油膜厚度信號輸出端通過以太網(wǎng)與DSP信號采集和處理控制器1的給定油膜厚度信號輸入端連接。