靜壓軸承與動壓軸承

1、靜壓軸承與動壓軸承1. 靜動壓軸承的匸作原理先啟動供油泵，油經(jīng)濾油器后經(jīng)節(jié)流器進入油腔、此時在主軸頸表面產(chǎn)生一層 油膜,支承、潤滑和冷卻主軸，III于節(jié)流器的作用油液托起主軸，油經(jīng)回油孔通過回 油泵回至油箱。然后啟動磨頭電機，主軸旋轉(zhuǎn)。利用極易產(chǎn)生動壓效應(yīng)的楔形油腔 結(jié)構(gòu)，主軸進入高速穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)動后，形成強剛度的動壓油膜，用以平衡在高速運行下的 工作負載。1結(jié)構(gòu)形式及特點：整體套筒式結(jié)構(gòu)，安裝方便；高精度：山于承載油膜的均 化作用，使主軸具有很高的旋轉(zhuǎn)精度：主軸徑向跳動、軸向竄動W2um;或Wlum 高剛度：山于該軸系的獨特油腔結(jié)構(gòu)，軸承系統(tǒng)在工作時，主軸被一層壓力油膜浮起, 主軸未經(jīng)旋轉(zhuǎn)時為純靜

2、圧軸承，主軸旋轉(zhuǎn)時山于軸承內(nèi)孔淺腔的階梯效應(yīng)使得軸承 內(nèi)自然形成動壓承載油膜，因而形成具有圧力場的動壓滑動軸承，該結(jié)構(gòu)提高了軸承 的剛度;軸向剛度可達到2050kg /lum;徑向剛度可達到100kg /lum高承載能 力：山于動壓效果靠自然形成,無需附加動力，使得主軸承載能力大大提高。長使用 壽命:理論為無限期使用壽命，在正常使用條件下，極少維修.2. 動壓與靜壓SKF軸承特點及應(yīng)用選例磨床主軸進口軸承除采用滾動軸承外,一般常用的是動壓滑動軸承，其特點是 運動平穩(wěn)，抗振性好，回轉(zhuǎn)速度高。但動壓滑動軸承必須在一定的運轉(zhuǎn)速度下才能產(chǎn) 生壓力油膜，實現(xiàn)純液體摩擦，因此不適用于運轉(zhuǎn)速度低的主軸部件，

3、例如工件頭架 主軸等。另外,主軸在啟動和停止時，山于速度太低,也不能建立壓力油膜，因而不可 避免地要發(fā)生軸頸和軸承金屬表面的直接接觸，引起磨損。同時啟動力矩較大,NSK軸承容易發(fā)熱。主軸在運轉(zhuǎn)過程中，軸心的偏移將隨 外載荷和轉(zhuǎn)速等工作條件不同而不同，旋轉(zhuǎn)精度和穩(wěn)定性有一定限制。靜壓軸承則 不同，山于它是靠外界液壓系統(tǒng)供給壓力油形成壓力油膜的，且油膜剛度決定于軸承 本身的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)以及節(jié)流器的性能等，與主軸轉(zhuǎn)速外載荷無關(guān)，因而可以保證軸 承在不同的丄作情況下都處于穩(wěn)定的純液體摩擦狀態(tài)，軸承磨損很小,可長期保持工 作精度。此外，當(dāng)采用可變節(jié)流器時,SKF軸承的油膜剛度很大，載荷變化時主軸軸心位

4、置變化很小，可保持較高的旋轉(zhuǎn)精度。采用靜壓軸承的缺點是:需要配備一套專門的 供油系統(tǒng)，制造成本較高，占地面積也大，而且對潤滑油的過濾要求非常嚴格,維護比 較復(fù)雜。近年來有很多磨床的主軸軸承采用了動壓軸承或靜壓軸承,取得了良好的 效果。例如:M1080型、M10100型和MG1040高精度無心磨床，其主軸都采用動壓 FAG軸承，而且是五片式動壓軸承。MzlllOO全自動寬砂輪無心磨床,除了采用動壓軸承外，還采用了靜壓導(dǎo)軌，提 高了進給的靈墩性和精度,能實現(xiàn)0. 0015mm的進給量。尤其是在高精度無心磨床或 大型無心磨床上常用靜壓軸承作為砂輪架主軸軸承。順便提一下，國外引進的無心 磨床，其砂輪主

5、軸除了用上述兩種軸承外,還有用精密的滾子軸承作為主軸軸承的， 如瑞典、法國和日本等。笫五節(jié)無心磨床常見故障與排除無心磨床在使用過程中， 會出現(xiàn)某些故障,必須及時排除，才能繼續(xù)正常匸作?，F(xiàn)將常見故障介紹如下：導(dǎo)輪倒拖，在實際生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生，主要原因往往是磨削用量超過某一數(shù)值后， 砂輪作用在工件的切削力克服了工件與托板、工件與導(dǎo)輪間的摩擦力，工件即反過 來帶動導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)，出現(xiàn)導(dǎo)輪的倒拖現(xiàn)象。倒拖現(xiàn)象出現(xiàn)，不僅影響工件加工質(zhì)量，而 且使導(dǎo)輪電動機處于卸荷狀態(tài),有時其至造成事故。3. 靜力潤滑的滑動軸承工作原理采用靜力潤滑的滑動軸承稱為靜壓軸承。靜力潤滑與動力潤滑原理不同，靜壓 軸承山外部的潤滑油泵提供

6、壓力油來形成壓力油膜，以承受載荷。雖然許多動壓軸 承亦用潤滑油泵供給壓力油，但其性質(zhì)是不同的，最明顯的是供油壓力不同，靜壓軸 承的供油壓力比動壓軸承高的多。靜壓軸承的主要特點之一，是在完全靜止的狀態(tài)下，也能建立起承載油膜，能保 證在啟動階段摩擦副兩表面也沒有直接接觸，這在動壓軸承是絕對不可能的。因此，啟動采用靜壓軸承的轉(zhuǎn)子時,必須先啟動靜壓潤滑系統(tǒng)。靜壓軸承在運轉(zhuǎn)中，由于摩擦副有相對運動，故亦可能產(chǎn)生動壓效應(yīng)，當(dāng)動壓效 應(yīng)達到一定份額時,軸承成為動靜壓混合軸承。靜圧軸承的優(yōu)點是：1. 啟動和運轉(zhuǎn)期間摩擦副均被壓力油膜隔開，滑動阻力僅來自流體粘性，摩擦 因數(shù)小、工作壽命長。2. 靜壓軸承有“均化

7、”誤差的作用，能減小制造中不精確性產(chǎn)生的影響，故對 制造精度的要求比動壓軸承低。3. 摩擦副表面上的壓力比較均勻,軸承的可幕性和壽命較高。4. 可精確地獲得預(yù)期的軸承性能。5. 軸承的溫度分布較均勻，熱膨脹問題不如動壓軸承嚴重。靜壓軸承適應(yīng)的丄況范圍極廣，從載荷以克計的精密儀器到載荷達數(shù)千噸的重 型設(shè)備都有采用靜壓軸承的滑動軸承(sliding bearing),在滑動摩擦下工作的軸承。滑動軸承工作平 穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤滑條件下，滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸, 還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。但起動摩擦阻 力較大。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相

8、配的零件稱為軸瓦。為了改善軸 瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸承襯。軸瓦和軸承襯的 材料統(tǒng)稱為滑動軸承材料。常用的滑動軸承材料有軸承合金(乂叫巴氏合金或口合 金）、耐磨鑄鐵、銅基和鋁基合金、粉末冶金材料、塑料、橡膠、硬木和碳-石墨， 聚四氟乙烯（PTFE）、改性聚屮醛（POM）、等?；瑒虞S承種類很多。按能承受載荷的方向可分為徑向（向心）滑動軸承和推 力（軸向）滑動軸承兩類。按潤滑劑種類可分為油潤滑軸承、脂潤滑軸承、水潤滑 軸承、氣體軸承、固體潤滑軸承、磁流體軸承和電磁軸承7類。按潤滑膜厚度可 分為薄膜潤滑軸承和厚膜潤滑軸承兩類。按軸瓦材料可分為青銅軸承、鑄鐵軸 承、塑料軸承

9、、寶石軸承、粉末冶金軸承、自潤滑軸承和含油軸承等。按軸瓦結(jié) 構(gòu)可分為圓軸承、橢圓軸承、三油葉軸承、階梯面軸承、可傾瓦軸承和箔軸承等?；瑒虞S承在工作時山于軸頸與軸瓦的接觸會產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致表面發(fā)熱、磨損甚 而“咬死”，所以在設(shè)訃軸承時，應(yīng)選用減摩性好的滑動軸承材料制造軸瓦,選擇合 適的潤滑劑并采用合適的供應(yīng)方法，改善軸承的結(jié)構(gòu)以獲得厚膜潤滑等?；瑒虞S承應(yīng)用場合一般在低速重載工況條件下，或者是維護保養(yǎng)及加注潤滑油 困難的運轉(zhuǎn)部位。結(jié)合上述介紹靜壓軸承和動壓軸承都是包括在滑動軸承的范疇，都是根據(jù)其工 作原理來進行劃分的！軸承分為兩類:一類是滾動軸承，一類是滑動軸承。一般滾動軸承分為四個部分：內(nèi)圈、外圈、