[發(fā)明專利]一種動(dòng)靜壓混合扇形油墊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611117750.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN106594076A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志峰;趙代紅;王語(yǔ)莫;渾連明;王義達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F16C32/06
• 分類號(hào): F16C32/06
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動(dòng)靜壓混合扇形油墊，屬于數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

重型數(shù)控機(jī)床主要用于大型零部件的加工，是國(guó)防軍工、航天、船舶、能源、機(jī)械等國(guó)家重點(diǎn)企業(yè)的當(dāng)家把關(guān)裝備，而我國(guó)高檔重型數(shù)控機(jī)床95％依賴國(guó)外進(jìn)口。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上的差別并不大，采用的新技術(shù)也相差無(wú)幾，但在先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用和制造工藝水平上與世界先進(jìn)國(guó)家還有一定差距。零部件制造精度和整機(jī)精度保持性、可靠性尚需很大提高。轉(zhuǎn)臺(tái)油墊作為重型機(jī)床的關(guān)鍵部件，直接影響機(jī)床的整體加工效率、加工精度和機(jī)床使用壽命。普通的重型機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)大多采用靜壓軸承，然后靜壓軸承需要配備一套專門的供油系統(tǒng)，制造成本較高，占地面積也大，而且對(duì)潤(rùn)滑油的過(guò)濾要求非常嚴(yán)格，維護(hù)比較復(fù)雜，且功率消耗大，油膜剛度有限，在高速偏載的情況下，容易造成油膜失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種動(dòng)靜壓混合扇形油墊，這種新型油墊既綜合了液體動(dòng)壓軸承和液體靜壓軸承的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又克服了兩者缺點(diǎn)。所述扇形油墊油腔底面成圓弧狀傾斜，傾斜方向始終沿著該點(diǎn)的速度切線方向。油墊由中心進(jìn)油口成對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

一種動(dòng)靜壓混合扇形油墊，扇形油墊1是該動(dòng)靜壓混合扇形油墊的主體結(jié)構(gòu)，扇形油墊1的中間是一個(gè)底端成圓弧狀傾斜的油腔1.3，進(jìn)油口1.2設(shè)置在油腔1.3的中間位置，油腔側(cè)壁1.4設(shè)置在油腔1.3的內(nèi)側(cè)處；油腔1.3的深度沿油腔1.3底部中間的進(jìn)油口1.2向油腔側(cè)壁1.4逐漸遞減。封油邊1.1設(shè)置在油腔側(cè)壁1.4的外側(cè)。

封油邊1.1寬度占整個(gè)扇形油墊的1/4，封油邊1.1的寬度彌補(bǔ)了由于油腔1.3底部?jī)A斜造成周向出油較大的影響。

扇形油墊1總的厚度為20mm，油腔1.3進(jìn)油口處最深的深度為5mm，高度成線性方式向兩側(cè)逐步過(guò)渡為0，扇形油墊1的扇形圓心角為36°。

本發(fā)明與已有的技術(shù)相比有如下益處：相比于靜壓軸承，本發(fā)明的傾斜油腔設(shè)計(jì)，使得在轉(zhuǎn)臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)之后自然形成動(dòng)壓油膜與靜壓混合作用，提高了油膜剛度和承載力，在轉(zhuǎn)速足夠高的時(shí)候，可以單純依靠動(dòng)壓效應(yīng)來(lái)提供承載力，這是可以減小油腔供油壓力，從而達(dá)到降低能耗的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為油墊三維立體圖；

圖2為油墊側(cè)向剖視圖；

圖3為油墊俯視圖；

圖4為油墊沿轉(zhuǎn)臺(tái)底座排列示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1-4所示，一種動(dòng)靜壓混合扇形油墊，扇形油墊1是該動(dòng)靜壓混合扇形油墊的主體結(jié)構(gòu)，扇形油墊1的中間是一個(gè)底端成圓弧狀傾斜的油腔1.3，進(jìn)油口1.2設(shè)置在油腔1.3的中間位置，油腔側(cè)壁1.4設(shè)置在油腔1.3的內(nèi)側(cè)處；油腔1.3的深度沿油腔1.3底部中間的進(jìn)油口1.2向油腔側(cè)壁1.4逐漸遞減。封油邊1.1設(shè)置在油腔側(cè)壁1.4的外側(cè)。

封油邊1.1寬度占整個(gè)扇形油墊的1/4，封油邊1.1的寬度彌補(bǔ)了由于油腔1.3底部?jī)A斜造成周向出油較大的影響。

工作原理：工作時(shí)將10個(gè)相同的扇形油墊1均勻的布置在底座2上，轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)面的導(dǎo)軌處于油墊正上方，與油墊形成配合。油泵通過(guò)壓力把液壓油從進(jìn)油口1.2送入油腔1.3，最終在油腔1.3產(chǎn)生壓力，10個(gè)油墊共同作用，摩擦副被壓力油膜隔開，轉(zhuǎn)臺(tái)被頂起，滑動(dòng)阻力僅來(lái)自流體粘性。當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)臺(tái)導(dǎo)軌和油墊形成足夠大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，并且由于油墊油腔底部是傾斜的，所以兩表面間的間隙是收斂的，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中液壓油從間隙的大口流向小口，構(gòu)成油楔，產(chǎn)生動(dòng)壓。此時(shí)若油腔供油仍然提供足夠大的壓力，則靜壓和動(dòng)壓共同作用，成為動(dòng)靜壓混合油墊。這比傳統(tǒng)的靜壓油墊擁有更大的油膜剛度，和承載力，能夠有效的避免偏載造成的油膜失效，提高加工精度和轉(zhuǎn)速進(jìn)而提高加工效率。油墊為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以無(wú)論轉(zhuǎn)臺(tái)正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)都可以滿足形成動(dòng)壓效應(yīng)的條件。另外當(dāng)轉(zhuǎn)速足夠高，動(dòng)壓所占份額足夠大的時(shí)候，可以降低靜壓供油壓力來(lái)達(dá)到降低能耗的目的。