[实用新型]一种具有阻尼流道油腔和阻尼型封油边的静压油垫

说明书

技术领域

本实用新型属于静压支承技术领域，具体涉及一种具有阻尼流道油腔和阻尼型封油边的静压油垫。这种具有增阻结构的静压油垫，具有很高的承载能力和刚度，适用于精密静压转台，在机床行业如高精度车床、高精度磨床、重型机床等；电力工业如低水头贯流式发电机组；冶金工业如轧钢机；试验机方面如地震试验台；仪器方面如天文望远镜等行业有着广泛的应用。

背景技术

随着我国发展能源、探索空间、开发海洋对超大、超重型产品的需求，对机床超重载、高精度的加工要求越来越高。重型数控立式车床工作台直径达Φ2500～10000mm，加工件重达几十吨，这样重的加工件放在工作台上进行加工，必然使工作台的承载负荷增加。此外，在加工难切削材料时，为获得良好的表面质量，必须抑制颤振，提高设备刚性；同时，车铣复合加工工艺的出现，要求加工设备必须具备高速铣削与低速回转精密定位的功能。采用滚珠或滚柱式回转支承转台，已很难满足大型重载、高速、精密、高频响的要求。由于液体静压支承技术具有高运动精度、低摩擦功耗、大承载能力、强抗振性能与长使用寿命等突出优点，工作台采用静压支承技术能有效消除应力集中、减少摩擦和提高加工精度。而静压油垫是静压转台中的关键元件。目前，静压支承油垫都是单腔体、单平面封油边结构，其液阻有限，导致在油垫承载面积和供油量一定的情况下，承载能力和刚度不足，研究和开发具有新型静压支承技术和新型结构的动静压油垫已成为静压支承技术发展的前沿课题。

实用新型内容

为了克服现有静压油垫在应用于大型重载静压转台时承载能力和刚度不足的缺陷，本实用新型提供了一种具有阻尼流道油腔和阻尼型封油边的新型结构静压油垫，该新型静压油垫的液阻更大，液压油循环更快，因此，提高了静压油垫的承载能力和油膜刚度，减少了温升，能够满足大型重载数控机床的工作要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有阻尼流道油腔和阻尼型封油边的静压油垫。这种静压油垫包括位于油垫侧壁的入油口、油垫顶面的油腔及封油边，其中油腔的深度相对于现有静压油垫有所减小，即浅油腔，并且在油腔的表面设有阻尼流道，封油边的上表面设有阻尼槽。阻尼流道和阻尼槽均为环形结构，其截面形状可以为三角形、矩形、半圆形、梯形或者其他形状，阻尼流道和阻尼槽可以以连续或断续、单条或多条等形式分别布置于油腔和封油边的表面。

本实用新型的有益效果是，可以在增大静压油垫承载能力和刚度的同时，降低静压油垫内液压油的温升和摩擦功率，静压油垫结构简单。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1为具有阻尼流道油腔和阻尼型封油边的静压油垫剖面图

图2为具有阻尼流道油腔和阻尼型封油边的静压油垫顶视图

图3为阻尼流道中横截面流体速度矢量图

图4为阻尼槽中横截面流体速度矢量图

图中：1、入油口，2、油腔，3、阻尼流道，4、封油边，5、阻尼槽，6、固定螺孔，7、油膜间隙I，8、油膜间隙II。

具体实施方式

在图1所示本实用新型静压油垫的具体实施方式的剖面图中，当液压油从入油口1进入油腔2，油腔2和封油边4产生的液阻阻止液压油流出油垫。同时，油腔2和封油边4内的高速液压油通过粘性驱动在阻尼流道3和阻尼槽5内产生很强的湍流涡漩(参见图3和图4)，形成阻尼流道3和阻尼槽5内的湍流区，同时涡流一直延伸到了上部油膜间隙I 7和油膜间隙II 8内，使油膜间隙I 7和油膜间隙II 8中的有效流通面积大为减小；油膜间隙中的射流偏转，也降低了间隙的实际通流面积，其综合效应增加流动阻力，实现压力增益，增大承载能力。由于油膜间隙I 7和油膜间隙II 8中射流偏转的存在，使得油膜间隙I 7和油膜间隙II 8较大时的液阻与油膜间隙I 7和油膜间隙II 8较小时的液阻相当，即利用紊流流动规律增大液阻，从而提高静压油垫的刚度。油腔2为浅油腔，深度为1.5mm，使得液压油循环加速，降低了静压油垫内液压油的温升。由于封油边4上设置了阻尼槽5，使封油边4的实体面积减小，即减小了静压油垫与动导轨的摩擦面积，使得静压油垫的摩擦功率减小；同时产生局部静压效应，从而使油垫的承载能力进一步提高。摩擦功率减小使得温升减小，液压油粘度变化小，确保了重载机床对承载能力和刚度的要求。

本实用新型不局限于图1和图2所示实施方式的结构。本实用新型静压油垫中的阻尼流道和阻尼槽除了三角形、矩形、半圆形、梯形之外，还可以具有其他截面形状，而且阻尼流道和阻尼槽的排布方式也采用除环形以外其他的方式，如平行排列。只要在油腔和封油边表面布置有可以使液压油产生湍流涡漩，从而起到阻尼作用的阻尼流道和阻尼槽均落在本实用新型的保护范围。