专利名称：无漂移的高精度开式静压导轨的制作方法
技术领域：
本发明属静压导轨领域，特别是涉及一种开式静压导轨。
背景技术：
静压导轨因其有着寿命长、精度高等优点，在机械领域有着广泛的应用。开式静压导 轨属于力封闭，即只能依靠运动件的自重或载荷来保持运动件不与支承件分离，其只在导 轨的一个方向上开有油腔，且只能水平或较小倾角的位置上放置，其刚性取决于油膜厚度 的大小，油膜厚度越大，刚性越差，油膜厚度越小，刚性越好。这种静压导轨结构简单， 制造及调整方面。主要用于支承中、低速运动的重型载荷，有时也用于快速往返运动的刨 床和磨床中，但这时必须将直线运动的惯性力限制在比离心运动要小的范围之内，否则就 会出现"漂移"或浮升，从而严重影响其运动精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无漂移的高精度开式静压导轨，以解决现有技 术中油膜厚度大，刚性差的缺陷。
一种无漂移的高精度开式静压导轨，包括浮动导轨和支撑导轨，浮动导轨放置在支撑 导轨上，所述的浮动导轨与支撑导轨的接触面上开有静压油腔和负压腔，供油系统通过节 流器连通静压油腔，负压腔和真空泵连通，真空泵通过油气分离装置连通供油系统，所述 的浮动导轨和支撑导轨之间开有和供油系统相通的回油槽。
所述的回油槽由开在浮动导轨表面的横向回油槽和开在支撑导轨上的纵向回油槽组成。
所述的静压油腔和负压腔在浮动导轨的表面一对一间隔布置。 所述的真空泵为射流式真空泵。
所述的浮动导轨为"V"形导轨，所述的静压油腔和负压腔在"V"的两个平面上对称布置。
有益效果
本发明在导轨接触面上，有效承载面积以外的部分开设负压腔，导轨供油系统工作的 同时，通过真空泵对负压腔进行抽真空，利用真空产生吸力反作用于导轨面间的工作油膜， 使得油膜厚度减小而提高油膜刚度，从而达到防止导轨出现"漂移"和颠覆现象，简单可 行，提高了油膜刚度，并可通过真空泵对油膜厚度进行调节，当油泵停止工作时，仍可依 靠真空泵的工作，使得导轨处于稳定的锁死状态，充分提高了静压油膜的刚度和导轨的运行精度，可广泛的应用于各种结构类型的开式静压导轨之中，尤其是之前严重受"漂移" 问题限制的中小型低载荷精密和超精密机床导轨，如精密轧辊磨床、精密刨床等。
图l为本发明的工作原理图； 图2为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一歩阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限
定的范围。
实施例1
如图2所示， 一种无漂移的高精度开式静压导轨，包括平面形的浮动导轨1和支撑导 轨2，浮动导轨1放置在支撑导轨2上，所述的浮动导轨1与支撑导轨2的接触面上开有 静压油腔6和圆形的负压腔7，负压腔7开在两个静压油腔6之间，为了保证供油系统9 稳定的提供流量，采用定压式供油系统并通过节流器5连通静压油腔6，负压腔7和射流 式真空泵4连通，真空泵通过油气分离装置连通供油系统9，所述的浮动导轨1和支撑导 轨2之间开有和供油系统9相通的回油槽，所述的回油槽由开在浮动导轨1表面的横向回 油槽8和开在支撑导轨2上的纵向回油槽3组成。
供油系统9工作时，将润滑油经节流器5注入导轨面上的油腔4中，此时油腔中的润 滑油所形成的浮力将浮动导轨1浮起，在浮动导轨1和支承导轨2之间形成一定厚度的液 体油膜，而油、气回路出口端6处的真空泵也同时工作，其对负压腔7进行抽真空，从而 在负压腔7形成一定大小的的吸力，促使导轨面间的油膜厚度降低，进而提高油膜刚度。 当浮力和吸力的合力正好与外加的负载(浮动导轨l自重和工作负载)平衡时，系统保持 平衡，油膜厚度也趋于稳定且具有更高的刚度。另外，即使油泵停止工作时，负压腔内的 吸力能够使得结构处于稳定的锁死状态，因此，这种支承结构具有双向的刚度，属于一种 理想的支承方式。
工作原理如图l、 2所示，供油系统9产生压强为Ps的液体润滑油经直径为d的节流 器5流入静压油腔6中，此时压降为P,的液体在油腔内产生的浮力F,将浮动导轨支撑起来， 然后从封油面流出。下面以图中右侧油腔作具体说明大部分液体沿S2区域四周的封油 面向外流出，通过浮动导轨1表面的横向回油槽8和支撑导轨2上的纵向回油槽3重新流回到供油系统9的油箱中；另外，真空泵对负压腔7抽真空使得S3区域压强降低，因而液体在流经横向回油槽8时，会有一部分液体从该处溢出流进负压腔7,并连同腔内空气一起被抽至真空泵4回路中，再经过油气分离装置分离后，流回油箱。
因此，压强为p,的液体在Sl和S2区域形成正压区，正压液体产生的浮力f,将浮动导轨浮起，使其具有承载能力；而由于真空产生吸力f2，故在S3区域形成负压区。同时，正压使油膜厚度增大，负压使油膜厚度减小，即当正压区f,和负压区F2的合力正好与外加的负载(浮动导轨自重和工作负载)平衡时，系统即保持平衡，油膜厚度h也趋于稳定且具有更高的刚度。
1)要解决的技术问题(1)相关技术参数及其关系推导
采用真空吸浮装置后，当系统处于平衡稳定状态时，油腔油膜产生的浮力F1的值要同时根据油膜所承受载荷F3和负压腔产生的吸力F2来确定。即
巧=f2+f3
负压腔产生的吸力F2为
f2 = "2(a>-aK
油腔油膜产生的浮力为由以上三式易得出油膜压力为
式中，m——油腔数；n2——负压腔数；Po——外界大气压；Pl——油腔油膜压力；p2——负压腔气压；Av——单油腔有效承载面积；An——单负压腔截面面积；
F3——油膜所承受载荷(浮动导轨自重及负载之和)
因此在设计时，应根据上式得出的pi来逐步确定最佳节流比e和油泵供油压力Ps，从而选择合适的节流器与供油系统(2)保持系统整体受力稳定性
实施例2
本发明一种无漂移的高精度开式静压导轨的第2实施例与第1实施例的区别在于浮动导轨1和支撑导轨2为V "形"导轨，静压油腔6和负压腔7对称布置在"V"形的两个平面上，负压腔7为方形，所述的回油槽由开在浮动导轨1表面的纵向回油槽8和开在支撑导轨2上的横向回油槽3组成。
权利要求
1.一种无漂移的高精度开式静压导轨，其特征是包括浮动导轨(1)和支撑导轨(2)，浮动导轨(1)放置在支撑导轨(2)上，所述的浮动导轨(1)与支撑导轨(2)的接触面上开有静压油腔(6)和负压腔(7)，供油系统(9)通过节流器(5)连通静压油腔(6)，负压腔(7)和真空泵(4)连通，真空泵通过油气分离装置连通供油系统(9)，所述的浮动导轨(1)和支撑导轨(2)之间开有和供油系统(9)相通的回油槽。
2. 如权利要求1所述的无漂移的高精度丌式静压导轨，其特征是所述的回油槽由开在 浮动导轨(1)表面的横向回油槽(8)和开在支撑导轨(2)上的纵向回油槽(3)组成。
3. 如权利要求1或2所述的无漂移的高精度开式静压导轨，其特征是所述的静压油腔 (6)和负压腔(7)在浮动导轨(1)的表面一对一间隔布置。
4. 如权利要求3所述的无漂移的高精度开式静压导轨，其特征是所述的真空泵(4)为射 .流式真空泵。
5. 如权利要求4所述的无漂移的高精度开式静压导轨，其特征是所述的浮动导轨(l)为"V"形导轨，所述的静压油腔(6)和负压腔(7)在"V"的两个平面上对称布置。
全文摘要
本发明涉及一种无漂移的高精度开式静压导轨，包括浮动导轨(1)和支撑导轨(2)，浮动导轨(1)放置在支撑导轨(2)上，所述的浮动导轨(1)与支撑导轨(2)的接触面上开有静压油腔(6)和负压腔(7)，供油系统(9)通过节流器(5)连通静压油腔(6)，负压腔(7)和真空泵(4)连通，真空泵通过油气分离装置连通供油系统(9)，所述的浮动导轨(1)和支撑导轨(2)之间开有和供油系统(9)相通的回油槽。本发明简单可行，提高了油膜刚度，并可通过真空泵对油膜厚度进行调节，可广泛的应用于各种结构类型的开式静压导轨之中，尤其是之前严重受“漂移”问题限制的中小型低载荷精密和超精密机床导轨，如精密轧辊磨床、精密刨床等。
文档编号B23Q1/01GK101549460SQ200910051078
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者丁振乾, 刘思仁, 周勤之, 亮 张, 戴惠良, 朱丰训, 李兴军, 杨延竹, 鯤 邹, 闫如忠, 涛 马 申请人:东华大学