机床静压导轨毛细管节流器的设计.pdf

2016年1月
机床与液压
Jan.2016
第44卷第2期
MACHINE TOOI, &HYDRAULIC
Vol 44 NO. 2
DOI:10.3969/f.issn.1001-3881.2016.02.039
机床静压导轨毛细管节流器的设计
杨?
(北京机电院机床有限公司,北京101300)
摘要:随着机械制造业的发展,高精度机床的需求不断加大。介绍静压导轨在机床上的应用与分类,以及静压导轨毛
细管节流器的参数计算。通过合理设计静压导轨节流器,保证导轨间隙在一定载荷范围内变化最小和液压静压导轨具有良
好的直线运动精度。
关鍵词:静压导轨;恒压式供油;螺旋毛细管
中图分类号:TG548文献标志码:B文章编号:1001-3881(2016)2-128
Design of Capillary Restrictor in Machine ool Hydrostatic Guideway
YANG Zhuo
(Beijing Mechanical and Electrical Institute Machine Tool Company, Beijing 101300, China)
Abstract With the development of machinery manufacturing industry, demand for high-precision machine tools is increased. The
application and classification of the hydrostatic guideway in machine parameter calculation of hydrostatic guideway capillary restrictor
were presented. Through rational design of hydrostatic guideway restrictor, the gap between the guide rails is ensured minimum in a cer-
tain load range and the hydraulie hydrostatic guideway has a good linear precision
Keywords: Hydrostatie guideway; Constant pressure oil supply; Spiral capillary
液体静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通入
压力汕,使运动件浮起,在工作过程中,保证导轨面
间在液体摩擦状态下工作,因此具有工作寿命长、摩
擦因数低、工作稳定性好等优点,能满足高精度、重
载荷及各种速度范围机床的要求。按供油情况分,有
定压式静压导轨和定量式静压导轨,目前应用较多的
是定压式静下导轨。定乐式静压导轨常用的节流器有
毛细管固定节流器和薄膜反馈可变节流器。下面以
立柱1360g13500kg
XT300机床滑座为例进行螺旋毛细管固定节流器的设
立柱部件重
365刀架重心
计分析。
13
毛细管节流器的设计计算
滑座2000kg
毛细管节流器不能随负载的变化而改变节流阻
力,由于它结构简単、调整方便,在开式和闭式静压
导轨中广泛应用。节流器的设计内容包括确定节流口
心
輕机质量19100kg
尺寸的大小和节流长度。根据流量连续性原理,即流
800258整机重心
1600
经毛细管节流器和流经相应的油腔流量相等的原理计
图1滑座重心位置尺寸图
算节流器的尺寸
支承的最大反力F
1机床滑座静压导轨支撑的受力计算
G+P
19600+167580
+PX
在设计液体静压导轨时,一般均需要对导轨的各
6.74
个油腔受力情况作分析,确定受力最大和最小的油
258
腔,以确定合理的油泵供油压力及结构尺寸。
167580メ(6.7×12004,」=28.78kN
收稿日期:2014-11-2
作者简介:杨卓(1985-),男,本科学历,工程师,研究方向为高精数控机床静压导轨、液压系统设计。E-mail:yang
zhuo668④163.com
第2期
杨卓:机床静压导轨毛纠管节流器的设计
支承的最小反力Fn
G+P
B-6 L
6.7L4L,
0.37x10°×0.023
190
340
19600+167580
58
3×40×104×9.8
390-340240-190
167580
6.7×120041
267mm3/s=0.016L/mi
8.02kN
一个油腔的最小流量为
1.2一个导轨支承座有效面积A
支撑座如图2所示。
Umin
3
B
0.23×10°×0.02
190
340
3×40×10×9.8
390-340240-190
166mm/s=0.010T/min
整个导轨的流量
Qa=8x0.016=0.128L/min
1.6计算毛细管节流长度Lc的调整范围
图2支撑座
mx1×(0.60-0.37)x10°
有效面积A.为:
128 O、
128×40×10-×9.8×267
L+1(B+b)
(240+190)
Td:(P、-Pamn)mx1×(0.60-0.
(390+340)=78475m
50 C uill
128×40×10~×9.8x166
1.3计算油腔压力
1390
最大油腔压力为:
2结束语
通过在X1300机床上的应用,机床滑座低速可
P
0.37MP
达0.2mm/min,不出现爬行,使得工件的表面粗糙
最小油腔压力为
度提升到Ra0.8m。此固定节流器结构简单、设计
简便、经济效果明显,可广泛应用于精密机床的进给
运动和低速运动导轨。
4确定工作压力
参考文献
现假定工作中,载荷变化不大,由于昭固定不「1戴金属切削机床设计「M].北京:机械工业出版社,
变,质量分布均匀
1.61,节流比B=2
1991
2]《机床设计手册》编写组.机床设计手册:第三册[M].北
则P.=2P0均=2X(0.37+0.23)/2=0.60MPa。
京:机械工业出版社,1986.
1.5计算流量
陈燕生液体静压支承原理和设计[M].北京:国防工业
个油腔的最大流量为
出版社,1980.
(上接第88页)
据。具体为
失在整个能量中占有很大比例,由此消耗的功率一般
(1)湿式电机的应用。
占总功率的75%左右。这也是所有液压泵的特点
(2)离心泵和电机之间取消了动密封,保证了
(包括齿轮泵、柱塞泵等)。当泵的流量增加时,摩密封性,提高了可靠性。
擦力也随之増加,但摩擦力的增加值总是小于流量的
(3)应用了陶瓷球轴承和聚酰亚胺聚保持架。
增加值,一旦流量增加很多,在一个点时,摩擦