靜壓轉臺的結構與工作原理

2021.03.04

液體靜壓回轉工作臺,簡稱靜壓轉臺,是采用液體靜壓軸承作為支承，將轉臺主軸功能與電動機功能從結構上融為一體的功能部件，它集成了液體靜壓軸承技術、冷卻密封控制技術和變頻電動機技術等，其功能是帶動工件實現(xiàn)精密/超精密旋轉（定位）和精密加工。液體靜壓轉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，運轉靈敏平穩(wěn)。同時，承載油膜的誤差均化作用又使得靜壓轉臺具有極高的回轉精度和定位精度。靜壓轉臺由于上述突出優(yōu)點在超精密機床和儀器行業(yè)獲得了廣泛應用。

靜壓轉臺從摩擦副支撐結構上可分為開式和閉式兩類。開式靜壓轉臺是依靠回轉臺的自重及外載荷作用以保證回轉臺與床身不分離，如圖1所示。它結構簡單，主要應用于載荷均勻、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 開式靜壓轉臺結構↑↑

閉式靜壓轉臺是在封閉導軌的軸向和徑向工作面上開有若干個油腔，以限制回轉臺與床身分離，如圖2所示。相對開式靜壓轉臺，閉式靜壓轉臺精度、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 閉式靜壓轉臺結構↑↑

靜壓轉臺按供油方式可分為恒壓式和恒流式兩種。恒壓式靜壓轉臺是通過調(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構簡單、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臺油腔提供潤滑油。當導軌面上的油膜壓力大于承載時，轉臺浮起，上下導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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