CN102079046A - 高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导轨技术领域，特别涉及高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，其包括有工作运行滑动导轨、支撑承载床身导轨、供油系统，工作运行滑动导轨上对称设有多个支承油腔，供油系统的高压油在支承油腔中形成压力膨胀，致使工作运行滑动导轨与支撑承载床身导轨分离托开产生液体支撑悬浮，当液体压强支撑悬浮力达到要求后就可运行，实现导轨运动面零摩擦零损伤，从而使机床工作运行滑动导轨在承载重负荷高速工作运动中能保证长久的高精度和使用寿命，本发明的制造生产比传统静压导轨可靠性更高，充分降低了重载方面的制作难度。

Description

高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨

技术领域：

本发明涉及导轨技术领域，特别涉及高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，主要应用于机床的导轨运动滑行结构。

背景技术：

目前机床制造行业中，大部分采取的方式是在导轨上开油槽、或小尺寸面积的低压的油道及储油油腔，依靠极小的压力与极小流量来在承载和滑动的两导轨结合表面的间隙里产生油膜，让油膜实现冷却润滑滑动，此种结构称之为静压导轨。此种静压导轨存在以下缺陷：

1、其在低载低速工作运行滑动时是可行的，但在重载负荷高速运行时，因油膜的粘稠度是有限的，在重载或高速滑行时，油膜在负荷的挤压搓揉下其分子结构会瞬间碳化裂变升温，造成油的分子结构改变、发黑、稀释化学变质，无法形成有效的油膜来实现承载负荷的高速运动抗衡；

2、在高速及负荷重载滑行的运动中，由于油的浓度和流量在高速滑行中会产生油膜来不及形成等现象，极易造成滑动导轨的运行不平稳和产生上下导轨面之间的相互摩擦损伤，并在导轨的摩擦损伤中无法保障精度和使用寿命；

3、摩擦损伤会产生粉尘残渣，使油在发黑变质稠化，冷却后极易生成油垢结团，造成油路堵塞等现实缺陷。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种利用高压油压力膨胀产生液体压强支撑悬浮实现重载高速运行、精度高、使用寿命长的高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，它包括有工作运行滑动导轨、支撑承载床身导轨，工作运行滑动导轨滑动设置在支撑承载床身导轨上，工作运行滑动导轨在与支撑承载床身导轨接触的运动表面上开设有多个开合式支承油腔，每个支承油腔分别与支撑承载床身导轨相应的面接触形成开合式结构；它还包括有为支承油腔提供高压油的供油系统，每个支承油腔均与供油系统连通，供油系统的高压油在支承油腔中形成压力膨胀，致使工作运行滑动导轨与支撑承载床身导轨分离托开形成间隙，间隙会产生排泄，排泄就产生液体支撑悬浮。

所述工作运行滑动导轨的底部设有运动轨道，运动轨道的两侧对称设有两个角度面，两个角度面上分布有面积相等的支承油腔。

所述角度面与水平面之间的角度为45～135度。

所述工作运行滑动导轨底部设有与水平面平行的底平面，底平面上分布有支承油腔。

所述工作运行滑动导轨的底平面低于支撑承载床身导轨的上端面。

所述工作运行滑动导轨的运动轨道为∨型结构或∧型槽结构。

所述工作运行滑动导轨的运动轨道也可以为梯形结构或倒梯形结构。

所述运动轨道的底部设有与水平面平行的底平面，底平面上分布有支承油腔。

所述工作运行滑动导轨的两侧各设有控制平衡的滚动导轮，支撑承载床身导轨的两侧设有方向朝下的下轨面，滚动导轮伸入下轨面的下方并与下轨面滑动或滚动连接。

所述工作运行滑动导轨上支承油腔与相应的运动表面的面积比例为1/4～7/8。

本发明有益效果为：本发明包括有工作运行滑动导轨、支撑承载床身导轨，工作运行滑动导轨上设有多个支承油腔，支承油腔通过供油系统供油施压，并保持足够的流量，油在高速流入开合式支承油腔后产生液体膨胀对抗作用，将工作运行滑动导轨与支撑承载床身导轨膨胀托开，托开后产生支撑悬空排泄，在供油系统不断供油的条件下，支撑悬空排泄可一直保持不变，即称之为液体压强支撑悬浮导轨，在工作运行滑动导轨的工作台面上承放的工作物重量大小不受影响，当液体压强支撑悬浮力达到要求后就可运行，不会发生摩擦损伤，从而使机床工作运行滑动导轨在承载重负荷高速工作运动中能保证长久的高精度和使用寿命，并且油不会变质，高压会自动清理油路堵塞，本发明的制造生产比传统静压导轨更容易，且可靠性更高，充分降低了重载方面的制作难度，提高了工作运行速度，可广泛应用于各种类型的重载高低速、高速运行的机床导轨之中，如龙门数控镗铣床、落地镗铣床、大中型平面磨床、重型外圆磨床、扎辊磨床等。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明第二实施方式的结构示意图；

图3是本发明第三实施方式的结构示意图；

图4是本发明第四实施方式的结构示意图；

图5是本发明第五实施方式的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明，见图1，重载高速运行高精度液体支承悬浮导轨，它包括有支撑承载床身导轨2、沿前后方向滑动设置在支撑承载床身导轨2上的工作运行滑动导轨1、供油系统4，工作运行滑动导轨1上在与支撑承载床身导轨2结合接触的运动表面开设有多个高压支承油腔3，多个支承油腔3以左右对称的方式分布在工作运行滑动导轨1底部，工作运行滑动导轨1上每个支承油腔3分别与支撑承载床身导轨2接触结合形成开合式油腔结构。支承油腔3尺寸即支撑受力面积，支承油腔3与相对应运动表面(即该支承油腔3所在运动表面)的面积比例为1/4～7/8，如可以是1/4、2/5、3/6、5/6、7/8等，保证通入油时有足够的压力。支承油腔3与供油系统4连通，供油系统4利用油泵加压流入支承油腔3提供高压油，供油系统4的高压油在支承油腔3中形成压力膨胀，致使工作运行滑动导轨1与支撑承载床身导轨2分离托开产生液体支撑悬浮排泄。供油系统4为可调节流量的自动变量供油系统，或为可调节大、中、小不同压力档的定量供油系统，如可以是变量油泵，供油系统4通过管路与支承油腔3连通。

工作运行滑动导轨1底部设有运动轨道6，运动轨道6的两侧对称设有两个角度面8，两个角度面8上对称或不对称分布有面积相等的大面积倾斜式支承油腔3，并且工作运行滑动导轨1底部设有与水平面平行的底平面9，底平面9上对称开设有2个面积相等的大面积水平式支承油腔3，确保工作运行滑动导轨1重载运行时在上下左右各向平稳无跳动导向，防止发生偏移，精度高。角度面8和底平面9均为工作运行滑动导轨1的运动表面，倾斜角度式支承油腔3对应的角度面8与水平面之间的角度为45～135度，如可以是45度、60度、110度、120度、145度等，在本实施方式中角度为110度。工作运行滑动导轨1的底平面9及两侧角度面8低于支撑承载床身导轨2的上端面。

工作运行滑动导轨1的两侧各设有控制平衡的滚动导轮5，支撑承载床身导轨2的两侧设有方向朝下的下轨面7，滚动导轮5伸入下轨面7的下方并与下轨面7滑动或滚动连接，滚动导轮5主要控制工作运行滑动导轨1在上浮运动时产生的跳动和上浮的平稳度间隙。

本发明是将工作运行滑动导轨1计算好需要的最大承重值后，在运动轨道6的角度面8和底平面9上加工好液体支撑油腔后，放置于加工完好的支撑承载床身导轨2上，将滚动导轮5与支撑承载床身导轨2的下轨面7相扣，同时将滑动或滚动导轮5固定在工作运行滑动导轨1的两端，经自动变量供油系统4直接连通至各支撑油腔，供油系统4运转后，各支撑油腔当即产生压强支撑悬浮。在此时调整好多个滑动块或滚动导轮5与下轨面7的间隙，目的是控制工作运行滑动导轨1的运动平稳度，和获得高速运行中的高可靠性的保证、及往复运动的精度。本发明已在每天24小时的高载高速运行环境中经历了5年的工作验证，它的可靠性极高，精度5年保持一丝不变。

本发明的工作原理为：支承油腔3通过供油系统4供油施压，并保持足够的流量，油在高速流入开合式支承油腔3后产生液体膨胀对抗作用，将工作运行滑动导轨1与支撑承载床身导轨2膨胀托开，托开后产生支撑悬空排泄，在供油系统4不断供油的条件下，支撑悬空排泄可一直保持不变，即称之为液体压强支撑悬浮导轨技术，在工作运行滑动导轨1的工作台面上承放的工作物重量大小不受影响，当工作运行滑动导轨1载荷大小变化时，它可自动改变排泄变量，以适应被加工件重量的不同，保证有足够的液体压强支撑悬浮力。当工作运行滑动导轨1的压强支撑悬浮力达到要求后，压力继电器接通，启动传动系统，驱动工作运行滑动导轨1作往复运动工作，实现了液体压强支撑悬浮技术的完整方案，从而使机床工作运行滑动导轨1在承载重负荷高速工作运动中能保证长久的高精度和使用寿命，并且油不会变质，防止油路堵塞，本发明的制造生产比传统静压导轨更容易，且可靠性更高，充分降低了重载方面的制作难度，提高了工作运行速度，可广泛应用于各种类型的重载高及低速、机床导轨之中，如龙门数控镗铣床、落地镗铣床、大中型平面磨床、重型外圆磨床、扎辊磨床等。

作为本发明的第二实施方式，见图2所示，与上述实施方式不同的是，工作运行滑动导轨1的运动轨道6为∨型轨道，∨型轨道的两侧角度面8上对称分布有支承油腔3，角度面8与水平面之间的角度为135度。

作为本发明的第三实施方式，见图3所示，与上述实施方式不同的是，工作运行滑动导轨1的运动轨道6为∧型槽轨道，每个∧型槽轨道的两侧角度面8上对称或不对称分布有支承油腔3，角度面8与水平面之间的角度为45度。

作为本发明的第四实施方式，见图4所示，与上述实施方式不同的是，工作运行滑动导轨1的运动轨道6为等腰梯形结构，梯形结构的底部设有与水平面平行的底平面9，每个梯形结构的两侧角度面8及底平面9上对称或不对称分布有支承油腔3，角度面8与水平面之间的角度为60度。

作为本发明的第五实施方式，见图5所示，与上述实施方式不同的是，工作运行滑动导轨1的运动轨道6为等腰的倒梯形结构，倒梯形结构的底部设有与水平面平行的底平面9，每个倒梯形结构的两侧角度面8及底平面9上对称或不对称分布有支承油腔3，角度面8与水平面之间的角度为110度。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，它包括有工作运行滑动导轨(1)、支撑承载床身导轨(2)，工作运行滑动导轨(1)滑动设置在支撑承载床身导轨(2)上，其特征在于：所述工作运行滑动导轨(1)在与支撑承载床身导轨(2)接触的运动表面上开设有多个开合式支承油腔(3)；它还包括有为支承油腔(3)提供高压油的供油系统(4)，每个支承油腔(3)均与供油系统(4)连通。

2.根据权利要求1所述的高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，其特征在于：所述工作运行滑动导轨(1)的底部设有运动轨道(6)，运动轨道(6)的两侧对称设有两个角度面(8)，两个角度面(8)上分布有面积相等的支承油腔(3)。

3.根据权利要求2所述的高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，其特征在于：所述角度面(8)与水平面之间的角度为45～135度。

4.根据权利要求2所述的高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，其特征在于：所述工作运行滑动导轨(1)底部设有与水平面平行的底平面(9)，底平面(9)上分布有支承油腔(3)。

5.根据权利要求4所述的高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，其特征在于：所述工作运行滑动导轨(1)的底平面(9)低于支撑承载床身导轨(2)的上端面。

6.根据权利要求2所述的高承载机床运行高精度液体支承悬浮

导轨，其特征在于：所述工作运行滑动导轨(1)的运动轨道(6)为∨型结构或∧型槽结构。

7.根据权利要求2所述的高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，其特征在于：所述工作运行滑动导轨(1)的运动轨道(6)为梯形结构或倒梯形结构。

8.根据权利要求7所述的高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，其特征在于：所述运动轨道(6)的底部设有与水平面平行的底平面(9)，底平面(9)上分布有支承油腔(3)。

9.根据权利要求1所述的高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，其特征在于：所述工作运行滑动导轨(1)的两侧各设有控制平衡的滚动导轮(5)，支撑承载床身导轨(2)的两侧设有方向朝下的下轨面(7)，滚动导轮(5)伸入下轨面(7)的下方并与下轨面(7)滑动或滚动连接。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的高承载机床运行高精度液体支承悬浮导轨，其特征在于：所述工作运行滑动导轨(1)上支承油腔(3)与相应的运动表面的面积比例为1/4～7/8。

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