[发明专利]一种动静压混合扇形油垫

说明书

技术领域

本发明涉及一种动静压混合扇形油垫，属于数控机床技术领域。

背景技术

重型数控机床主要用于大型零部件的加工，是国防军工、航天、船舶、能源、机械等国家重点企业的当家把关装备，而我国高档重型数控机床95％依赖国外进口。国内产品与国外产品在结构上的差别并不大，采用的新技术也相差无几，但在先进技术应用和制造工艺水平上与世界先进国家还有一定差距。零部件制造精度和整机精度保持性、可靠性尚需很大提高。转台油垫作为重型机床的关键部件，直接影响机床的整体加工效率、加工精度和机床使用寿命。普通的重型机床转台大多采用静压轴承，然后静压轴承需要配备一套专门的供油系统，制造成本较高，占地面积也大，而且对润滑油的过滤要求非常严格，维护比较复杂，且功率消耗大，油膜刚度有限，在高速偏载的情况下，容易造成油膜失效。

发明内容

本发明提供一种动静压混合扇形油垫，这种新型油垫既综合了液体动压轴承和液体静压轴承的优点,同时又克服了两者缺点。所述扇形油垫油腔底面成圆弧状倾斜，倾斜方向始终沿着该点的速度切线方向。油垫由中心进油口成对称结构。

一种动静压混合扇形油垫，扇形油垫1是该动静压混合扇形油垫的主体结构，扇形油垫1的中间是一个底端成圆弧状倾斜的油腔1.3，进油口1.2设置在油腔1.3的中间位置，油腔侧壁1.4设置在油腔1.3的内侧处；油腔1.3的深度沿油腔1.3底部中间的进油口1.2向油腔侧壁1.4逐渐递减。封油边1.1设置在油腔侧壁1.4的外侧。

封油边1.1宽度占整个扇形油垫的1/4，封油边1.1的宽度弥补了由于油腔1.3底部倾斜造成周向出油较大的影响。

扇形油垫1总的厚度为20mm，油腔1.3进油口处最深的深度为5mm，高度成线性方式向两侧逐步过渡为0，扇形油垫1的扇形圆心角为36°。

本发明与已有的技术相比有如下益处：相比于静压轴承，本发明的倾斜油腔设计，使得在转台高速旋转之后自然形成动压油膜与静压混合作用，提高了油膜刚度和承载力，在转速足够高的时候，可以单纯依靠动压效应来提供承载力，这是可以减小油腔供油压力，从而达到降低能耗的目的。

附图说明

图1为油垫三维立体图；

图2为油垫侧向剖视图；

图3为油垫俯视图；

图4为油垫沿转台底座排列示意图；

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细描述。

如图1-4所示，一种动静压混合扇形油垫，扇形油垫1是该动静压混合扇形油垫的主体结构，扇形油垫1的中间是一个底端成圆弧状倾斜的油腔1.3，进油口1.2设置在油腔1.3的中间位置，油腔侧壁1.4设置在油腔1.3的内侧处；油腔1.3的深度沿油腔1.3底部中间的进油口1.2向油腔侧壁1.4逐渐递减。封油边1.1设置在油腔侧壁1.4的外侧。

封油边1.1宽度占整个扇形油垫的1/4，封油边1.1的宽度弥补了由于油腔1.3底部倾斜造成周向出油较大的影响。

工作原理：工作时将10个相同的扇形油垫1均匀的布置在底座2上，转台台面的导轨处于油垫正上方，与油垫形成配合。油泵通过压力把液压油从进油口1.2送入油腔1.3，最终在油腔1.3产生压力，10个油垫共同作用，摩擦副被压力油膜隔开，转台被顶起，滑动阻力仅来自流体粘性。当转台开始运转，转台导轨和油垫形成足够大的相对运动速度，并且由于油垫油腔底部是倾斜的，所以两表面间的间隙是收敛的，在相对运动中液压油从间隙的大口流向小口，构成油楔，产生动压。此时若油腔供油仍然提供足够大的压力，则静压和动压共同作用，成为动静压混合油垫。这比传统的静压油垫拥有更大的油膜刚度，和承载力，能够有效的避免偏载造成的油膜失效，提高加工精度和转速进而提高加工效率。油垫为对称结构，所以无论转台正转还是反转都可以满足形成动压效应的条件。另外当转速足够高，动压所占份额足够大的时候，可以降低静压供油压力来达到降低能耗的目的。