小孔节流液体动静压混合轴承的设计计算与制造

1、20053163)小孔节流液体动静压混合轴承的设计计算与制造 41 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 20053163) # 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 20053163)济南四机数控机床有限公司（250101）王同全王兰 # 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic P

2、ublishing House. All rights reserved, 20053163) # 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 20053163)既能在液体静力润滑状态下又能在液体动力 润滑状态下工作的滑动轴承，或同时在液体静力润 滑和液体动力润滑状态下工作的滑动轴承统称为 液体动静压混合轴承。在结构上具有多个动压楔和 静压腔并同时起作用是一种考虑动压效应的腔式 静压轴承.其特点是：静压升举，动压运转”。液体动静压混合轴承（见图1）的原理是：具有 一定压

3、力的油汝从供油系统出来后经过节流器流 入轴承的油腔内形成静压力将主轴浮起来，由于各 油腔对称主轴被固定在中心位直上（忽略主轴重 量）。油液经主轴与轴承之间的间隙从径向和轴向 封油面流出，集中流回油池.形成油液的循环。对干 没有径向封油槽的液体动静压轴承油液只从轴向 封油面流出（在受载后有内流现象产生）。主轴旋转 时.在动压楔内的油液产生动压效应.使轴承得以润 滑.抗拒外力载荷，自动定心主轴工作。液体动静压轴承兼有动压轴承和静压轴承的优 点:具有承载能力大最小油膜厚轴承刚度高供油 压力、流量、泵功耗都可相应降低等特点。故特别适 用于高速精密主轴轴承也可用于高速重栽轴承。不同结构的动静压轴承性能有

4、较大的差异。 随着设计与制造技术的不断进步动静压轴承的发 展也在不断的进行。如图1所示的结构是一种校入= , 4，9 師为先进的小孔节流液体动静压混合轴承具有多达6 个的静压腔和动压楔其设计和计算可分两部分进 行：1轴承相关参数（其符号意义见附后规定）如下： Db = 95mm,Lh = 97mm. L = 1 lnun.wL = IQ 77mm. br = 68mm.ei =47/2 = 2A 5 =Q 4099 弧度，h = Q 014mm.Ah = 2576mm,3 = IQ 77/11 =Q 979, b = 68 /47. 5 = 1. 43润滑油选用3高速机油，油温20cC&60=

5、6 XI. 02 60 =367. 2an /min1. 3求轴承的刚度j _lP*AhP,co0h, x( i + Ji 小 X) x Ji +X 处_12 M 26 龙5 76 Xds23 5L4 X105 X(1 + J +3 26f xJl+3 26 = 511 XI0 Kg/an = 51 IN mj _12 乂5 8 対 76 Xd 514 XO X(1 + Jl+15 8)： X丿1 +15 8=450 3 XO Kg/an =450 MPm1. 4不同的轴承间隙对应不同的节流小孔直径 轴承的半径间隙有一个公差范S1 这对于节流 比P是有影响的故必须调整节流小孔以求得合适 的节流

6、比。为了在装配时方便调整可根据下列关 系式即根据不同轴承半径间隙计算节流小孔的直 径刃成表格附于图纸上计算关系式如下： 中左再1 r;比尸 =9册邛01)在此不再一一计算。2 n,:抽承的相关参数按以下已知条件：外加栽荷F =50084.主轴转速n =2000r/min = 31 3r/x按(图1)中轴承结构知：宽径比B =B /Db =97/95 = 1. 02,轴径密封比b = b/B =11/97 =Q 113;载荷为正对油腔取功耗比K = l. 5:査相关参数图表得相关参数：K, =2 64, =4. 73. =Q 621, K =6 625;进行以下计算：r I 川 M.旷 n P

7、F& 5000 XI 642 1供油压力只= = QO = 1462603 87 Pg 1. 4(MPa与系统所选用的实际油压力LNPa基本相符。2 2半径间隙h兰，常0 = 19,刃m考虑实际生产时主轴与轴承的各种制造误差 实际选(其间隙公差范围在122Qim)是有理论依据的。2 3承载量系数I急豪玄471 43 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 20053163)_ti X5()(X) XU 3 XI9 5 Xl() Ml &21 = 62 4索氏数久 =

8、Y55=Q 558 p C A22 5润滑油工作粘度n =亠亍P_1. 46 X10 m 558 X(19. 5 X1033 3 M O952=Q 00103 Pa s2 6总功耗 P F Xn Xh. XKp综合前面的分析计算和实际的生产及试验结果 可以说明：（1）、轴承的半径间隙入节流比P,进油压力 Ps.油液的粘度以及有效承载面积入等都是影响轴 承刚度的因素，为提高动静压轴承的油膜刚度应 尽量增大有利于形成动压的动压楔面积可采用具 有宽封油面结构的腔式动静压轴承。（2）、要提高机床主轴系统的刚度，除了考虑轴 承刚度外在决定轴承间隙时虽然间隙越小轴承刚 度就越高但是还应考虑主轴的挠度。如果

9、轴承半 径间隙h,小于主轴的挠度，则主轴与轴承边缘便会 发生边缘接触影响轴承的正常工作甚至会使主轴 与轴承抱死或烧坏。（3）、试验的实际结果证明，提高进油压力Ps可 显蓍地提高轴承的刚度，但在试验的具体条件下及 生产实际状况得知：当Ps2 5MPa以上时轴承的 刚度提高就不显蓍了。因此,单纯靠提高供油压力 Ps来增强轴承刚度并不十分可行，另外压力Ps过 髙会导致轴系变形等不可预知的现象发生。=1. 056W5000 6 625 =Q 095 X212O 卅58=2 02从以上计算中所得到的理论值与实际取值比较 来看，因实际制造的诸多工艺方法差异、测量误差、 轴承与主轴实际轮廓形状等因素的影响效

10、果理论 值与实际取值是比较接近的计算的理论依据和公 式是可用的。臧体动静压混合轴承加工质量的好坏.对使用 性能的影响很大。轴承与主轴的间隙，油腔的对称 性主轴与轴承的圆柱度、圆度以及前后轴承的同轴 度等都是重要的环节。轴承内孔的加工一般采用 在精磨后留Q 02Q 03mm的研磨量（可根据轴承 直径和加工机床的精度适当增减）用研磨棒进行精 加工。这种方法适用于单件生产可获得Q 003mm 以下的几何精度，RaQ 2以上的粗糙度。研磨棒分单头和双头两种。双头研磨棒具有两 个研磨套装配后按轴承内孔配磨间隙在Q 02Q 025nun为佳.且取研磨棒长度比轴承长2030mm。 加长的目的避免轴承内孔在研

11、磨时出现较大的锥 度。研磨时可先用双头研磨棒同时研磨两个轴承内 孔保证同轴度:之后再用单头研磨棒修研.达到精 度要求。也可根据具体的生产工艺及生产水平整体 修研之后再进行动压楔的精密加工。根据动压楔 结构形状的不同如圆弧、偏心圆弧、阿基米德螺线 等采用不同磨削或研磨方法获得，但一定要保证动 压楔的厚度、长度的均匀和对称。 CF转第46页） # 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 建立对应关系。如果有子装配，还要通过子装配的 属性建立对应关系；Q插入塚列零件设计表

12、”.以自动生成的方式 建立可以获得不同的变量名称下相应的零件的特 征（包括草图特征、装配关系等）的配置值；修改壕列零件设计表”的相关选顼增加更 多的配置变量名称与相应的零件的配置值相对应； 4通过编辑尺寸来驱动几何形状的改变。通过显示配置来更换不同的配置。对于选定的配置可以通过数据转换直接得到 此配置的装配工程图和相应的零件工程图。完成产 品设计直接投入生产。Il W琼瑶、齐从谱菱干令数化技术的自顶向下设计及其应用 同济大学学报（自然科学版）.2003.30（9）; 1087 - 109012區祥旭、徐進宁参数化设计硏究计算机辅助设计与图形 学学报.2002、14（ 11）: 1068 - 1

13、090口廈秋英参数化、变量化技术及其CAD系统精密制造与自动 化 2OC-5 1 53 46 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 46 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, I f转1 i i 1 4H.H *IIiu一 *JMRaItiVtV*zVVVVVVVVVV亠 y c uc tt c A &C C VQ V V V V1H

14、zi 9 上o. 46 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 46 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 图6装配体的杀列零件设计表 46 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 46 6 1994-200

15、6 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, （上接第43页）轴承加工好后，为保证各节流小孔供油压力的 平衡、流向及流量必须用试验的方法验证和检査 使各孔供油尽可能相等。轴承在装配时间隙由配磨轴径获得。装配时. 各相配零件必须去除毛剌、清洗、液压系统各元件必 须严格清洗。装配完后应先用沽净的煤油冲洗液 压系统，做到彻底干净，无杂物。开车前，应先用手 轻轻转动主轴感到轻便灵活方可启动。供油系统 在使用过程中必须定期清洗。轴承使用一段时间 后.可能主轴表面以及轴承表面有拉毛现象.此时若 节流比正

16、常可继续使用不需修理,而且轴承绝对 不能刮研。附录:轴承相关参数说明Db轴承相关参数说明匚轴承长度L轴承径向封油面长度,油腔夹角的一半b,油腔长度.轴承圆周方向封油面长度他 轴承一个油腔的有效承载面积b油腔长度系数=2br/Dbo轴承圆周方向封油面长度系数曲 Ps 进油压力（lMPa = 10Kg/an，）X与轴承结构有关的参数B节流比=Ps/p“pn）空载时油腔压力Di张继饶 陈国威 李骏常 张秀恩 辛宁机械设计手册 机械工业出版社1991. 92嚏敬超液压流休力学198Q 5【31T州机俅硏究所 机床静压技术原理及应用【川匕京工Jk学院精密机械教硏室铝密机械1殳计萎础I98LI 5JMKS

17、I62O便用说明书【$1周康矩 精密机床的主轴潸动抽承 译自CM. a H k u uH H cM p yM e H M 46 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 46 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 20053163)ABSTRACT & KEYWORDS NO. 3 2005 3 6 1994-2006 China Aca

18、demic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 20053163) # 6 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 20053163)B -sp line Curve Ap p io x in a tb n A Igo ritlun forMeasurng DataAbstract An method based on generic algorithm is presented to co

19、nstruct a B-spline curve appioxinatiiig given data points To constmct a snooth curve and make curve with better contiolhbility ii)first and last data points, the cubic nonmnifonn B-jpilne curve with iiiteipolalbn in first and last data points is used U ap- pioxinate measuring data pointsKe)wonds: B平

20、line curve, Generic algorithm. Curve app toxin atePrelin haiy Research on Pho to sensible ResinBond SC WhiskerWheelAbstract SiC whiskers have been extensively used as reinforcing material for metal ceramics, polymers and canposites because of tlieir excellent mechanical, physical and chcmicalpropert

21、ies such as high strength, high elastic modulus, higli wearresistance and good canpat- ibility However, there is a little research on SiC whisk serving as abrasive in daneStic and foreign countries b diis paper, the pholo-curable rapid prototype tech noiogy is used and die eftect of UV radiant inten

22、sity on strengtli of pilot) sensitive rcsiii wheel is studied At tlic same tine we studied the fiinctbn of electric field on the orientation of SiC whisker The iiivcstigatbns have shwn that tensile strength and bend strength of samples have been inpioved by stretching test as the increase of UV radi

23、ant intensity It shews that the combinatbn per foanance bchveen SiC whisker and resin has been strengthened The cutting experinents shewed that the whisker wheel can cut hand material such as glass and silicon if we raise tlic property of pliotosentsitive resin Keywords: Pliobsensitive resin. Radian

24、t intensity, Ori- entatbn rate, SiC whisker wheelContact Character Paiwnc ters Ucnttfvatbn ofMach he Rolling Guide Based on Mode ThcoiyAbstmct The canpietc dynanic characteristics of diemachine are mainly detemiinated by the contact characteristics of guide Currently , the dynain ic test methodis of

25、ten adopted t) acquirc the contact character param-eters of guide For test of the contact character parame-ters of rolling guide in the high jpeed and high accuracymachine, the singleDOF canponent analysis apioachis put foiuard in til is paper The excitation is applied ioboth vertical and horizontal

26、 directbns of guide to getthe transfer functbns By th is way. the contact charac-ter pa nine ters of the rolling guide arc identifiedKeywords Contact characteristics. Component analysismethod, Transfer functbnhvcrse Design Me thods ibrCam Contour Abstract Tlie inverse methods for can concur are w se

27、arched based on measured data of can contour can- prising tlie measuring head radius and Bjpline curve reverse calculatbn algorithms in tliispaper The validity of presented metliods are illustrated by a calculatbn examp leKeywords: Cam, hi verse engineering.line curveGeneral Situatbn and Applbatbn o

28、fVirtualReality TechniqueAbstract Virtual reality has been devebpiiig fast recently Its applicatbn includes aviatbn. military, and manufacturing etc Tlien it inlioduces tlie concept, characteristics and technique support of virtual reality, re h ling the con terns and app licatbns, meanwhile putting fonvand the meaning and pmortance of virtual mair ufacturiiigResearch of Product Know tedge Representatbn Mode 1 and Sample Based on Oni)bgy Abstrac