CN110757176B - 直驱式高精度高刚度闭式静压导轨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直驱式高精度高刚度闭式静压导轨，包括底座、拖板、左导轨板、右导轨板、左导轨压板、右导轨压板、直线电机初级和直线电机次级，左导轨压板和右导轨压板分别安装在底座两边上，左导轨板和右导轨板分别安装在拖板两边上，左导轨板和右导轨板上分别设有起内反馈节流器作用的多个油垫，油垫与底座和左导轨压板、右导轨压板形成静压导轨的油膜接触面；直线电机次级与底座固连；直线电机初级通过连接板与拖板固连。本发明的新型导轨结构简化了润滑液的供油以及零件的装配，导轨直线运动精度受热变形引起的油膜间隙变化影响较小，提高了静压导轨高速运动的使用寿命，能够满足随动磨床砂轮架进给高速高精度高动态响应的要求。

Description

直驱式高精度高刚度闭式静压导轨

技术领域

本发明涉及一种静压导轨，尤其是一种高精度高刚度闭式静压导轨。

背景技术

随着科技的发展，人们对机加工产品的质量和精度方面的要求越来越高，同时对加工产品的机床速度要求也日益提高，高速精密机床已成为机床业发展的一个重要方向。静压导轨是在相对运动的导轨面间通入压力油，使运动件浮起，工作过程中能保证导轨面处于液体摩擦状态。一般将静压导轨分为开式静压导轨和闭式静压导轨两大类。开式静压导轨只能承受单向载荷，承受偏载和倾覆力矩的能力较差，应用范围较小；闭式静压导轨设有多组互相对置的油腔，可以承受不同方向的载荷和承受很大的倾覆力矩，在高速精密机床中应用较广。

专利授权公告号CN103692348B公开了一种带有静压油膜间隙补偿功能的闭式静压导轨，主要特点是水平方向的闭式静压导轨一侧为活塞，其他为常规结构，其润滑油路布置在不同的零件上。专利授权公告号CN103009066B公开了一种油静压导轨的热对称结构，其控制油路布置在多个零件上，零件加工复杂，装配精度难以保证。专利授权公告号CN102189409B公开了一种数控机床的反包容闭式静压导轨结构，其润滑油路布置在活动导轨上，但每个油腔的油路需单独控制，管路复杂。专利申请公布号CN110142647A公开了一种液体静压导轨稳态性能实时测量装置，导轨以压板的形式连接底座后与滑块形成闭式静压导轨结构，由于只考虑怎样测量导轨的性能，其溜板结构简单。

此外，导轨在做高速往复运动时，静压导轨经常因温升而产生过大的热变形，其后果是静压油膜水平间隙的变化影响了导轨的性能。

综上所述，要么导轨的润滑油油路设在不同的零件上，致使油路加工复杂和装配困难，要么没有考虑高速运行热变形对导轨性能的影响，从而有必要改进现有的闭式静压导轨结构后提出一种润滑油路简单、装配容易、不受高速运动热变形影响的静压导轨，以便于适用于高速往复运动的场合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高速、高精度的直驱式高精度高刚度闭式静压导轨。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种直驱式高精度高刚度闭式静压导轨，包括底座、拖板、左导轨板、右导轨板、左导轨压板、右导轨压板、直线电机初级和直线电机次级，所述左导轨压板和右导轨压板分别安装在底座两边上，所述左导轨板和右导轨板分别安装在拖板两边上，所述左导轨板和右导轨板上分别设有起内反馈节流器作用的多个油垫，所述油垫与底座和左导轨压板、右导轨压板形成静压导轨的油膜接触面；所述直线电机次级与底座固连；直线电机初级通过连接板与拖板固连。

进一步，所述左导轨板上布置有主油垫、副油垫、侧油垫A和侧油垫B；所述右导轨板上布置有主油垫和副油垫。

进一步，所述左导轨板和右导轨板上的油垫由封油边、承载油腔和内反馈节流器组成，所述承载油腔连接内反馈节流器，所述承载油腔四周设有封油边。

进一步，所述内反馈节流器中设有多个油槽、一个进油口和多个出油口。

进一步，所述拖板上布置有螺钉安装用的工艺孔，通过工艺孔便于直线电机初级、左导轨板和右导轨板以及左导轨压板和右导轨压板的安装连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明将节流器直接内置在导轨板上后再与拖板固连，简化了润滑液的供油油路和相关零件的装配；将直线电机安装在导轨结构的中心，有利于提升导轨的高速运行性能；将水平静压闭式导轨结构布置在一侧，避免了因高速运行热变形而产生的油膜间隙变化影响，有利于保证导轨的直线运动精度。这些措施大大提高了静压导轨高速运动的使用寿命，是适用于高速随动曲轴/凸轮轴等磨床砂轮架的进给机构。

附图说明

图1是本发明的直驱式高精度高刚度闭式静压导轨结构后视剖面图；

图2是图1中左导轨板零件的油垫布置图；

图3是图1中导轨板零件上油垫的结构示意图；

图4是图1中拖板零件的A向视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的直驱式高精度高刚度闭式静压导轨，包括底座1、左导轨板2、左导轨压板3、直线电机次级4、直线电机初级5、连接板6、拖板7、右导轨板8、右导轨压板9、油塞10。

左导轨压板3和右导轨压板9分别安装在底座两边上，左导轨板2和右导轨板8分别安装在拖板7两边上。左导轨板2上布置有主油垫102、副油垫104、侧油垫A101和侧油垫B103；右导轨板8上布置有主油垫102、副油垫104；左导轨板2和右导轨板8与底座1、左导轨压板3和右导轨压板9组成闭式静压导轨。通过进油口A105和进油口B106分别向左导轨板2和右导轨板8供油，油塞10是保证正常供油而对油路工艺孔进行封油阻塞。直线电机初级5通过连接板6与拖板7相连接，直线电机次级4与底座1相连接。

如图3所示，导轨板上的每个油垫由封油边201、承载油腔202以及处于承载油腔202内部的内反馈节流器203组成，其中内反馈节流器203所在的凸台外周为封油边306，内部开有油槽308、油槽307和油槽309，并对应在槽中开有进油口302、出油口301和出油口310，油槽308与油槽307和油槽309之间设置有节流边305；承载油腔202中开有通油口303和进油口304；进油口302和进油口304与进油口A105的油路相通，在需要封油的位置放置油塞10；出油口301和出油口310和对应设置油垫的通油口303相通，形成内反馈节流。

如图4所示，拖板7上布置有工艺孔401、工艺孔402和工艺孔403，通过工艺孔401便于连接板6与直线电机初级5的连接，通过工艺孔402便于拖板7与左导轨板2或与右导轨板8的连接，通过工艺孔403便于左导轨压板3或右导轨压板9与底座1的连接。

本发明将节流器直接内置在导轨板上，简化了润滑液的供油方式；将导轨板与拖板直接连接，通过工艺孔安装导轨压板，简化了静压导轨的装配；在左导轨板左右两侧布置油垫，避免了高速运动热变形引起的油膜间隙变化影响，有利于保证导轨运动精度，适用于随动磨床高速高精度高动态响应进给的要求。

以上所述仅为本发明的较佳具体实施例而已，并非用以限定本发明的范围。凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种直驱式高精度高刚度闭式静压导轨，包括底座（1）、拖板（7）、左导轨板（2）、右导轨板（8）、左导轨压板（3）、右导轨压板（9）、直线电机初级（5）和直线电机次级（4），其特征在于：所述左导轨压板（3）和右导轨压板（9）分别安装在底座（1）两边上；所述左导轨板（2）和右导轨板（8）分别安装在拖板（7）两边上；所述左导轨板（2）设有进油口A（105），所述右导轨板（8）设有进油口B（106）；所述左导轨板（2）和右导轨板（8）上分别设有起内反馈节流器作用的多个主油垫（102）、副油垫（104）、侧油垫A（101）和侧油垫B（103），与底座（1）和左导轨压板（3）、右导轨压板（9）形成静压导轨的油膜接触面；所述主油垫（102）、副油垫（104）、侧油垫A（101）和侧油垫B（103）皆由封油边（201）、承载油腔（202）和内反馈节流器（203）组成，所述承载油腔（202）中设有通油口（303）和进油口（304），所述封油边（201）位于承载油腔（202）的四周，所述内反馈节流器（203）位于承载油腔（202）的内部；所述内反馈节流器（203）凸台外周设有封油边（306），内部设有三个油槽；所述三个油槽中开有内反馈节流器的进油口（302）和出油口,所述三个油槽之间设有节流边（305）；所述内反馈节流器的进油口（302）与进油口A（105）的油路相通，所述出油口与对应设置的油垫承载油腔（202）的通油口（303）相通；所述直线电机次级（4）与底座（1）固连；直线电机初级（5）通过连接板（6）与拖板（7）固连。

2.根据权利要求1所述的直驱式高精度高刚度闭式静压导轨，其特征在于：所述拖板（7）上布置有螺钉安装用的工艺孔，通过工艺孔便于直线电机初级（5）、左导轨板（2）和右导轨板（8）以及左导轨压板（3）和右导轨压板（9）的安装连接。

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