靜壓轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)與工作原理

2021.03.04

液體靜壓回轉(zhuǎn)工作臺,簡稱靜壓轉(zhuǎn)臺,是采用液體靜壓軸承作為支承，將轉(zhuǎn)臺主軸功能與電動機功能從結(jié)構(gòu)上融為一體的功能部件，它集成了液體靜壓軸承技術(shù)、冷卻密封控制技術(shù)和變頻電動機技術(shù)等，其功能是帶動工件實現(xiàn)精密/超精密旋轉(zhuǎn)（定位）和精密加工。液體靜壓轉(zhuǎn)臺采用壓力油膜作為工作介質(zhì)，具有高承載剛度特性，摩擦副間無磨損，可克服爬行現(xiàn)象，運轉(zhuǎn)靈敏平穩(wěn)。同時，承載油膜的誤差均化作用又使得靜壓轉(zhuǎn)臺具有極高的回轉(zhuǎn)精度和定位精度。靜壓轉(zhuǎn)臺由于上述突出優(yōu)點在超精密機床和儀器行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。

靜壓轉(zhuǎn)臺從摩擦副支撐結(jié)構(gòu)上可分為開式和閉式兩類。開式靜壓轉(zhuǎn)臺是依靠回轉(zhuǎn)臺的自重及外載荷作用以保證回轉(zhuǎn)臺與床身不分離，如圖1所示。它結(jié)構(gòu)簡單，主要應(yīng)用于載荷均勻、偏載荷及顛覆力矩小、水平放置或僅有小角度傾角的場合。

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圖1 開式靜壓轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)↑↑

閉式靜壓轉(zhuǎn)臺是在封閉導(dǎo)軌的軸向和徑向工作面上開有若干個油腔，以限制回轉(zhuǎn)臺與床身分離，如圖2所示。相對開式靜壓轉(zhuǎn)臺，閉式靜壓轉(zhuǎn)臺精度、剛性以及工作的穩(wěn)定性和可靠性高，而且可承受較大傾覆力矩，適合重載場合。

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圖2 閉式靜壓轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)↑↑

靜壓轉(zhuǎn)臺按供油方式可分為恒壓式和恒流式兩種。恒壓式靜壓轉(zhuǎn)臺是通過調(diào)節(jié)油腔的流量來調(diào)節(jié)油腔的油膜厚度，如圖3。常用的節(jié)流方式有毛細(xì)管節(jié)流、小孔節(jié)流、環(huán)面隙縫式節(jié)流和薄膜反饋節(jié)流等。但在實際工程應(yīng)用中，上述節(jié)流器存在易堵塞、難于維修調(diào)整等缺陷，因此越來越傾向使用結(jié)構(gòu)簡單、不易堵塞、可靠性高的淺腔表面節(jié)流、孔口環(huán)面節(jié)流、孔口環(huán)面加淺腔二次節(jié)流或軸承內(nèi)部反饋自節(jié)流等節(jié)流方式。

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圖3 恒壓式靜壓轉(zhuǎn)臺供油↑↑

與恒壓供油系統(tǒng)比較，恒流供油系統(tǒng)具有壓力調(diào)整簡單，恒流供油靜壓轉(zhuǎn)臺的工作原理如圖 4所示，定量泵將潤滑油從油箱中抽出，并經(jīng)各油腔的進油孔向靜壓轉(zhuǎn)臺油腔提供潤滑油。當(dāng)導(dǎo)軌面上的油膜壓力大于承載時，轉(zhuǎn)臺浮起，上下導(dǎo)軌面處于純液體摩擦狀態(tài)。潤滑油經(jīng)封油邊間隙流回油箱。

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