定量供油静压导轨供油系统的设计

【前言】定量供油静压导轨供油系统的设计由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。（2）当采用定压供油式静压导轨时，需要设有节流器。受加工环境影响如尘埃、金属铁屑、油中析出的杂质影响，有可能堵塞节流器，节油器如果堵塞会造成静压失效。当采用定量供油式静压导轨时，由于没有节流器，避免了因堵塞使油腔失压的危险。因此定量供油式静压导轨比...

1.供油系统的设计原则

油的温度应不影响机床的精度；油的流量、压力和洁净度应能满足导轨的需要；供油系统应设有安全保护装置；

1.1供油系统的选择

静压导轨按供油系统可分为定压式供油和定量式供油。

（1）当采用定压供油式静压导轨时，油泵供油压力比油腔压力高，通过节流器和溢流阀会导致油温有一定的升高。较高的油温会是机床零部件产生热变形，降低了机床精度，当形变超过一定限值甚至会使静压导轨不能正常工作。当采用定量供油式静压导轨时，不会产生有害的油温。

（2）当采用定压供油式静压导轨时，需要设有节流器。受加工环境影响如尘埃、金属铁屑、油中析出的杂质影响，有可能堵塞节流器，节油器如果堵塞会造成静压失效。当采用定量供油式静压导轨时，由于没有节流器，避免了因堵塞使油腔失压的危险。因此定量供油式静压导轨比定压供油式静压导轨系统的可靠性要高一些。

（3）当采用定压供油式静压导轨时，对于质量不均匀，基础件刚度有限的工件：卡紧力可能会引起局部形变导致导轨上各个油腔压力不可能均匀，若某个油腔达到（或接近）油泵压力时，静压就无法建立，难以满足加工精度、和粗糙度；对于这类工件应当采用定量供油式静压导轨，该中导轨只要有足够的流量，就能够保持导轨之间脱离接触，形成纯液体摩擦。

（4）定量供油式静压导轨与定压供油式静压导轨相比具有维护相对方便的优势；并且可靠性高、发热量小以及支承油膜刚度稳定的优势。

图1.1 静压导轨结构示意图

2.液压元件的选择

2.1油箱的设计要求

（1）油箱为防止脏物进入油箱和油中因此应设计为密闭的。

（2）油箱应为需要定期清洗，因此要在结构上便于安装和拆卸。

（3）油箱底板为便清洗油箱时换油和排除杂物应作成适当的斜度，并在最低处安放油塞。

（4）油箱应设有可以确定油位的装置。通常会在油箱的侧壁安装油位指示计，以便观察油箱内的油位，或者在油箱内安装自动液位报警装置，当油位低于设定值时自动报警。

（5）油箱应设置带过滤网其具有密封结构的注油口。并在注油口的盖上标注油牌号厂家信息，以防止油混装出错。

（6）吸油管应于回油管保持较远的距离且其口不要太靠近液面，以防吸入空气和带泡沫的油。

（7）油箱吸油和回油部分用隔板隔开。

（8）油箱内壁采用耐油材料，以防止内壁脱落和生锈腐蚀。

2.2油的选择

油最主要的参数就是粘度，因此选择时依据粘度来选择。机械油的动力粘度受温度的影响。若所选的粘度随温差变化大，则会影响流量进而影响恒流静压导轨。因此要求油受温度影响尽量的小。为避免发热，应选用粘度小的油。

2.3泵的选择

定量供油式静压导轨的承载能力完全取决于油泵的压力和流量。

（1） 油腔的初始压力

油腔的初始压力p0为

式中：Fmax导轨所承受最大载荷；ε为油膜最大相对位移；Ae为油腔有效承载面积。

（2）确定油泵额定供油压力Ps

（3）确定油泵的流量q

式中：qi每个油垫的流量；h0为设计状态时的油膜厚度；为流量系数；vρ为油的运动粘度和密度。

设采用n头的多头泵则其功率为：

设置一个前置泵给多头泵提供液压油其流量为：

2.4辅件的选择

（1）过滤器的选取

滤油器的作用是保证静压导轨使用的油的洁净度，防止导轨的研伤，是供油系统中一个重要组件。为保证多头泵不被研坏，一般采用过滤精度80μm的粗过滤器或普通精度过滤器。

静压导轨对油的清洁度一般为5μm。采用一个过滤精度100μm的磁性过滤器来滤除静压导轨工作时可能产生超细铁屑粉末，。

（2）冷却器的选择

当被支承件运动时，单个油垫须克服的粘性阻力为：

式中As和Ar分别为油垫封油边的面积和油腔底部面积；μ为流体动力粘度；t为油腔深度。

在最小间隙和最大速度的工况下计算各油垫因粘性阻力所产生的摩擦功率：

油液经过导轨间隙后的温升为：

式中C滑油的比热容。

列管式水冷却器的冷却面积为：

式中：A和K分别为冷却器的冷却面积和散热系数；T1、T2分别为进口和出口油温；t1、t2进口和出口水温。

结论

本文介绍了供油系统的设计原则和供油系统的分类特点。并提出了供油系统中液压元件的选型计算。该方法简单有效为后续计算静压导轨的动静态性能奠定了数据基础。

（作者单位：沈阳机床股份有限公司沈一车床厂）