原标题：液体液体静压轴承工作原理轴承是什么液体液体静压轴承工作原理轴承的结构与发展

Sulli小苏：今天详细介绍下液体液体静压轴承工作原理轴承。主轴的滑动轴承按其产生油膜压强的方式，可分为动压轴承和液体静压轴承工作原理轴承两类液体液体静压轴承工作原理轴承是指：靠外部供给压力油，在轴承内建立液体静压轴承工作原理承载油膜以实现液体润滑的滑动轴承

主轴的滑动轴承，按其产生油膜压强的方式可分为动压軸承和液体静压轴承工作原理轴承两类。今天介绍的是液体液体静压轴承工作原理轴承

液体液体静压轴承工作原理轴承是指：靠外部供給压力油，在轴承内建立液体静压轴承工作原理承载油膜以实现液体润滑的滑动轴承液体液体静压轴承工作原理轴承从起动到停止始终茬液体润滑下工作，所以没有磨损使用寿命长，起动功率小在极低（甚至为零）的速度下也能应用。此外这种轴承还具有旋转精度高、油膜刚度大、能抑制油膜振荡、刚性较高、转动平稳、无振动的特点，但需要专用油箱供给压力油高速时功耗较大。广泛用于超精密机床

动压轴承是靠轴的转动形成油膜而具有承载能力的。承载能力与滑动速度成正比低速时，承载能力低液体静压轴承工作原理軸承油膜较厚，对轴颈和轴瓦的圆度误差能起均化作用(图1)故液体静压轴承工作原理轴承还用于精度要求较高的主轴液体静压轴承工作原悝轴承需要一套供油设备(液压泵、电动机、油箱)对油的洁净度要求也较高。所以能用动压轴承应尽量用动压轴承只有动压轴承不能满足偠求(如低速，转速变化大高精度)时才用液体静压轴承工作原理轴承。

液体动液体静压轴承工作原理轴承精度高、刚度大、寿命长、吸振忼震性能好主要用于精密加工机械及高速、高精度设备的主轴。既可用于旧机床改造也可用于新机床配套。采用动液体静压轴承工作原理轴承可以完全恢复机床因主轴轴承问题而丧失的加工精度和表面粗糙度；提高机床主轴精度和切削效率；并可多年连续使用而不需维修

液体动液体静压轴承工作原理轴承综合了液体静压轴承工作原理轴承的优点，消除了这两种轴承的不足其特点是采用整体式轴承与表面深浅腔结构油腔轴承系统工作时主轴被一层压力油膜浮起，主轴为经电机驱动已悬浮在轴承之间发生机械摩擦与磨损从而提高轴承壽命且有良好的精度保持性。当电机驱动主轴旋转时轴承油腔内由于阶梯效应自然形成动液体静压轴承工作原理承载油膜，轴承成为具囿液体静压轴承工作原理压力场的东压滑动轴承与三块、五块瓦相比，动液体静压轴承工作原理轴承|为整体式使结构轴承与箱体孔接觸面积大，为刚性连接是油膜刚度得到充分的发挥利用。主轴工作时油膜刚度是轴承静态刚度与动态刚度的叠加，有很强的承载能力压力油膜的"均化"作用可使主轴回转精度高于轴颈和轴承的加工精度。

1、纯液体摩擦摩擦阻力小，功率消耗小传动效率高。

2、正常运轉和频繁起动时都不会发生金属之间直接接触造成的磨损，精度保持良好寿命长。

3、由于轴颈的浮起是依靠外来油的压力来实现的洇此在各种相对运动速度之下，都具有较高的承载能力速度变化对油膜刚度影响小。

4、润滑油层具有良好的抗振性能轴运转平稳。

5、油膜具有补尝误差的作用能减少轴与轴承本身制造差的影响，轴的回转精度高

（1）液体液体静压轴承工作原理轴承按回油方式分：有周向回油，无周向回油腔内孔式回油。

（2）液体液体静压轴承工作原理轴承还可分成：径向轴承、推力轴承和径向推力轴承（如图2所示） 它有供油压力恒定和供油流量恒定两种系统。供油压力恒定系统较为常用

液体静压轴承工作原理轴承的几种典型结构及特点

液体动液体静压轴承工作原理轴承所采用油腔结构、节流器与液体静压轴承工作原理轴承相比均不相同。液体静压轴承工作原理轴承采用的固定節流器有"小孔"、"毛细管"等可变节流器大多设置在轴承外部的静止部位，结构复杂使用时常因节流器出面截流面太小，油液杂质易堆积洏发生堵塞早期设计的动液体静压轴承工作原理轴承为浅腔结构，分有节流器和无节流器两种

图1为节流器的动液体静压轴承工作原理軸承，深腔与浅腔形成液体静压轴承工作原理腔浅腔兼备节流功能。压力油（Ps）进入中间环槽后流入深腔和浅腔，经两端的轴向封油媔排出当主轴在轴承中高速旋转时，由于浅腔同轴向封油面台阶及主轴中心的轴承中微小偏心自然形成模形油膜而产生动压承载油膜。主轴只能按图1所示W方向旋转适用于高速轻载的机床主轴。

图2为纯浅腔结构的动液体静压轴承工作原理轴承压力又通过环形槽进入两側的若干浅腔。该轴承结构简单但液体静压轴承工作原理承载力较低，可双向旋转适用于高速轻载的机床主轴。

图3是孔式环面节流深淺腔动液体静压轴承工作原理轴承的结构简图仅有空采用（φ1~φ1.3小孔，小孔直径与主轴间隙组成的圆柱面和浅腔构成两次节流同前两種动液体静压轴承工作原理轴承相比，主轴的静态承载力增强如需进一步提高轴承承载力可在轴承上开制轴向回油槽（图3序线所示），軸承的供油量会有所增加这类轴承适用于中速中载的机床主轴。

图4为柱销式内反馈动压轴承的结构简图图5为其节流器结构简图。节流器由圆台和主轴间隙构成具有薄膜反馈、滑阀反馈及内部反馈节流器的性能。

由于节流器的阻尼是随外载荷变化的所以轴承既具有最佳液体静压轴承工作原理承载能力又可大大降低节流器的摩擦功耗，高速时还可最大限度地发挥动压效应

该轴承在低速及中高速时均有佷强的承载能力，适用于载荷与速度变化范围大的机床主轴主轴低速重载回转时，对轴承动压承载能力要求较低此时可采取增加轴承罙腔面积、减少浅腔面积和开设轴向回油槽的方法来满足对轴承钢度和载荷能力的要求。

由于动液体静压轴承工作原理轴承是利用液体静壓轴承工作原理和动压的叠加作用为了适应各类机床主轴的性能要求轴承的结构形式可按需要进行设计，有些接近于液体静压轴承工作原理轴承有些则更相似动压轴承。这进一步说明动液体静压轴承工作原理轴承不仅比纯液体静压轴承工作原理轴承或纯动压轴承具有哽好的性能，而且能适应不同类型机床主轴工作时对刚度及承载能力的亚要求

现在使用的孔式环面节流器与圆柱销式内反馈式节流器都加工在轴承体上，不需要增设外部油路而且是在轴颈与轴承孔的间隙进行自然节流，工作时轴颈与轴承的相互运动是润滑油杂质不易堆積该类节流器使用既方便要安全，还免除了原液体静压轴承工作原理轴承节流器容易堵塞带来的麻烦

图6为径向止推动液体静压轴承工莋原理轴承的结构简图。

这类轴承可以同时承受径向力和一个方向的轴向力它是在径向动液体静压轴承工作原理轴承基础上一段增加平媔止推动液体静压轴承工作原理轴承组成的所谓联合轴承。

动液体静压轴承工作原理止推轴承得止推面上设有动压油腔和动液体静压轴承笁作原理又油腔采用孔式环面节流器，油腔由深腔和浅腔组成主轴轴肩舆止推棉被一层液体静压轴承工作原理力油膜隔开，主轴旋转時即可自然形成动压承载油膜承受轴向载荷

根据主轴结构及工作性能要求，可在主轴端各用一个联合轴承或在主轴一端用一联合轴承囷一个平面动液体静压轴承工作原理止推轴承来实现。如果旧机床主轴本身带有止推结构改造时可保留原则结构省去动液体静压轴承工莋原理轴承。

图7为锥动液体静压轴承工作原理轴承的简图它可同时承受径向力和轴向力，只须将其放置在轴两端原径向轴承的位置就能起到径向止推轴承的作用既可以省去一对止推轴承使主轴结构大为简化，还可减少总的摩擦面积降低摩擦功耗及减小供油量。

这种轴承可以根据主轴的工作的情况选配任何一种节流器可制造成有轴向回油槽（图7虚线所示）或无轴向回油槽结构。同时该轴承的装配调整极为方便。由于动液体静压轴承工作原理轴重要参数"轴承间隙"可在轴承结构设计、制造加工完成后在装配时通过调整圆锥轴承在主轴仩的轴向位置来改变，使得轴承的承载能力、刚度、流量处于理想状态

圆锥动液体静压轴承工作原理轴承的轴向承载力不如平面止推动液体静压轴承工作原理轴承，因此常用于轴向承载要求不高的场合由于其功耗小，特别适用于高速内圆磨头主轴系统如M2110内圆磨头。近姩来已应用在电主轴和内沟道磨床中

1862年，法国的L.D.吉拉尔发明液体液体静压轴承工作原理轴承指出摩擦系数可小至1/500。1917年英国科学家瑞利发表求解液体液体静压轴承工作原理推力轴承的承载能力、流量和摩擦力矩方程。1938年美国在大型天文望远镜上应用液体液体静压轴承笁作原理轴承，承载总重量500吨,每昼夜转动一周驱动功率仅1/12马力。1948年法国开始把液体液体静压轴承工作原理轴承用于磨床上现代液体液體静压轴承工作原理轴承已成功地用于重型、精密、高效率的机器和设备上。

随着机器向高效、精密的方向发展液体静压轴承工作原理軸承技术也面临挑战。

（1）对于液体静压轴承工作原理轴承温度的影响严重地存在。要采取降温措施设计时应考虑由于材料热膨胀系數的差异引起轴承间隙的变化。

（2）进一步地完善磨床主轴结构采用合适的油腔数目、参数，磨削精度可以进一步提高

（3）为进一步提高轴系的动态刚性，目前机床液体静压轴承工作原理轴承正向提高供油压力方向发展以适用于粗精加工的需要。

（4）在高速、重载的丅工作的液体静压轴承工作原理主轴要综合考虑动压效应、热效应、挤压膜效应、油可压缩性效应，以及轴与轴承弹性变形的影响

（5）液体静压轴承工作原理轴承的标准化，系列化设计和作为通用零件出售是液体静压轴承工作原理技术成熟的标志。磨床液体静压轴承笁作原理主轴标准化系列化设计等。这些都标志着我国液体静压轴承工作原理技术发展进入了一个新阶段

（6）尽管液体静压轴承工作原理轴承的制造已不困难，但轴承和主轴的制造工艺还有很大的改进失地其基本要求是如何保证和提高前、后径向轴承的同心度和推力軸承与径向轴承内孔的垂直度。

（7）液体静压轴承工作原理轴承供油系统中过滤器还有进一步改进研制的必要。过滤器精度如能控制在5微米以下就能确保液体静压轴承工作原理主轴的性能和使用寿命。

（8）还应从事应用液体静压轴承工作原理主轴改进现有制造工艺的研究如要获得与一般主轴相同的制造精度，对于砂轮主轴可采用大粒度砂轮快速修正来提高效率，也可用CBN砂轮；可以合并工序减少磨削工序，在产品质量允许的情况下实现粗精一次装夹磨出:甚至实现以磨代车或以磨代超等工艺。以提高效率

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