由于机床主轴性能直接影响到零件加工质量和加工精度,因此主轴静压轴瓦性能的优劣对机床整体设计至关重要[1]。
Rapid 6K大型转轴加工专机主轴轴承原为恒压静压轴瓦结构形式,通过对故障现象和主轴精度检测综合分析,机床经过长时间使用后,主轴与静压轴瓦已发生磨损,负载增大时,恒压静压不能保证轴瓦油膜厚度,从而造成轴瓦经常研伤的故障。初步计划将其改造为滚动轴承承载的结构形式,但经过实际测绘,所需轴承直径大于轴瓦直径,由于主轴箱空间受限,所以只能采用静压轴承支撑结构形式。
静压轴承原理如图1所示,根据液压系统供油形式不同,可将其分为恒压静压轴承和恒流静压轴承两种[2]。两种供油方式各有利弊,综合比较,恒流静压轴承具有以下优点[3,4]。
(1)恒流静压系统压力储备大且过载能力强 机床主轴的工作负荷不均衡,恒压静压轴承油腔的压力就不一致,若某油腔达到或接近液压泵压力时,就无法建立静压油膜。但只要供油系统具有足够的流量,恒流静压轴承就能够保证旋转摩擦副之间脱离接触,形成纯液体油膜摩擦。
(2)油膜刚度好 恒流静压系统所形成的油膜刚度比有节流装置的恒压系统要好。
(3)功率损耗小 恒压静压系统的液压油通过节流器会产生压力降,消耗功率,溢流阀调整压力溢流也会消耗功率,产生热量,油温升高,从而导致机床热变形,降低机床运动精度。
(4)油液污染抵抗力强 节流器容易被润滑油液杂质堵塞,节流器一旦被堵塞,恒压系统就会失效。若采用恒流静压轴承就不会出现此类问题。
综上所述,权衡利弊,本次机床主轴改造采用恒流静压轴承结构形式。
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