[發明專利]一種靜壓軸承及靜壓導軌組件

有效

• 申請號: 202011075207.7
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112096742B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 黃禹;榮佑民;吳昊;李宇恒;陳春夢
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 吳倩;龔建蓉

本發明公開了一種靜壓軸承及靜壓導軌組件，其包括：支撐塊，其上部開設有副腔室，下部開設有主腔室，且副腔室、主腔室之間連通；蓋板，其蓋設在支撐塊上，且開設有與所述副腔室連通的開孔；承載活塞，其容納于所述副腔室內；承載盤，其連接從開孔中伸出的承載活塞的頂部，用于承接外載荷；彈性元件，其設置于副腔室內，且一端與承載活塞抵持，另一端與蓋板底面抵持；以及節流器，其安裝于所述支撐塊中，且所述節流器的出口通過第二通道與所述第一通道連通，入口連通外部供油設備。本發明利用小孔節流結合活塞式位移自補償結構，使得靜壓軸承所受承載力發生變化時，可快速響應，以在短時間內回復到原位置，進而實現準無限剛度。

技術領域

本發明涉及靜壓技術領域，特別是涉及一種靜壓軸承及靜壓導軌組件。

背景技術

液體靜壓推力軸承以高承載力、高剛度、高阻尼的優越性能得以在高速、重載、超精密機床導軌及主軸上逐漸得到廣泛應用，其剛度系數一直是評價機床動態性能的重要參數之一。

隨著機床繼續向高精密方向發展，靜壓軸承技術也面臨新的挑戰。在諸如超精密重載硬車、硬銑等極端加工條件下，在切削力等強擾動下靜壓軸承的動態性能無法滿足加工需求。

由此，為提高靜壓軸承的剛性，現已提出多種優化方案，如采用膜片式節流器，以此在實現油膜壓力被動補償的同時提高剛度，但其存在補償時延較長，且難以精準控制、壽命短、造價高的缺點；或者在封油邊設置壓電促動器，以根據壓力反饋對油膜進行主動補償，但該方案控制算法復雜、實現困難；或者在油液中加入磁性材料，使得流體在磁場下展現特殊性質，以改善油膜的支承性能，然而其同樣存在難以精準控制等問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種靜壓軸承及靜壓導軌組件，其利用小孔節流結合活塞式位移自補償結構，使得靜壓軸承所受承載力發生變化時，可快速響應，以在短時間內回復到原位置，進而實現準無限剛度。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一方面，提供一種靜壓軸承，其包括：

支撐塊，其上部開設有副腔室，下部開設有主腔室，且副腔室、主腔室之間通過第一通道連通，所述副腔室底部設有至少一個限位凸臺；

蓋板，其蓋設在所述支撐塊上，且與所述支撐塊連接，且所述蓋板上開設有與所述副腔室連通的開孔；

承載活塞，其部分容納于所述副腔室內，且所述承載活塞頂部從所述開孔中伸出；

承載盤，其連接從開孔中伸出的承載活塞的頂部，用于承接外載荷；

彈性元件，其設置于所述副腔室內，且一端與所述承載活塞抵持，另一端與所述蓋板底面抵持，所述彈性元件通過彈性形變對承載活塞施加向下的預緊力，使得承載活塞底部與所述限位凸臺抵持；

以及節流器，其安裝于所述支撐塊中，且所述節流器的出口通過第二通道與所述第一通道連通，入口連通外部供油設備。

優選的，所述主腔室的深度為1-3mm，直徑為10-25mm。

優選的，所述副腔室直徑為20-35mm。

優選的，所述彈性元件包括蝶形彈簧。

優選的，所述節流器的節流孔孔徑為0.25-0.35mm。

優選的，外部供油設備向所述主腔室及副腔室供油后，在支撐塊底面與承載面之間形成有厚度為為20-40μm的油膜。

優選的，在穩定工作狀態下，對所述承載盤施加承載力時，所述承載活塞的位置不變，使得靜壓軸承整體具有準無限剛度的性能指標。

優選的，所述副腔室的底面積比支撐塊底面的有效承載面積大5-10％。