CN213917066U - 一种串联复合节流闭式液体静压导轨 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种串联复合节流闭式液体静压导轨，包括工作台和底座，工作台上设有竖直滑块，底座上设有导轨条，竖直滑块滑动配合在底座与导轨条之间，工作台上设有水平滑块，水平滑块滑动配合在导轨条之间。本实用新型的优点：整体结构对称、布置合理，能够保证导轨高精度的平稳运行；节流效应强，导轨承载力大、刚度高，对节流器要求低，有利于节流器制造；无需在导轨外部安装节流装置，占用空间小，导轨整体结构简单紧凑；采用独立的多个节流器进行调节，油腔间的油压相互影响小，导轨抗干扰能力强；抑制油源脉动、环境扰动和动态切削力等因素对导轨运动精度的影响，提高导轨动态性能。

Description

一种串联复合节流闭式液体静压导轨

技术领域

本实用新型涉及流体静压支承领域，具体涉及一种串联复合节流闭式液体静压导轨。

背景技术

液体静压导轨借助外部液体压力源向导轨移动副间隙供给一定静压力的液体，形成一层油膜将移动部件悬浮起来，进而实现无固体直接接触的近无摩擦支承。液体静压导轨具有运动精度高、承载力大、支承刚度高、运动阻力小、使用寿命长和精度保持性好等技术优点，广泛应用于高精度磨床、加工中心、超精密车床和超精密飞切机床等各种精密和超精密机床中。

兵器、航空、航天、生物、医疗、电子和光学等诸多行业的发展对零件加工精度的要求越来越高，不仅有加工尺寸、形状和表面质量等传统指标的极端制造精度要求，而且对零件表面特定空间频率范围内的加工误差提出了极其苛刻的精度要求。液体静压导轨是精密和超精密机床的核心功能部件之一，其动态性能的优劣直接关系到机床的加工精度。

液体静压导轨通过节流器调整油膜压力来实现外部载荷变化时的自适应调节，小孔和毛细管是液体静压导轨的常用节流方式。小孔节流器结构简单，但动态性能差，毛细管节流器动态性能更好，但需要更大的安装空间。

目前，液体静压导轨的精度需要进一步提高，由于结构受力不均或外部的影响，容易导致导轨的偏载问题，使得导轨运行精度不高。同时液体静压导轨的油膜压力普遍通过一个节流器进行调节，为提高液体静压导轨的承载特性，需要对小孔节流器的孔径和毛细管节流器的长径比等节流器关键尺寸进行严格控制，常出现节流器制造困难、安装所需空间大或容易堵塞等问题。此外，液体静压导轨的油膜压力在油源脉动、环境扰动和动态切削力等干扰的作用下会产生不可忽略的波动，单个节流器对油膜压力波动的抑制能力较弱，导致超精密机床的动态性能难以进一步提升。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，目的在于提供一种串联复合节流闭式液体静压导轨，解决现有静压导轨抗干扰能力和动态性能差的问题，同时降低节流器的制造难度。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种串联复合节流闭式液体静压导轨，包括工作台和底座，工作台上设有竖直滑块，底座上设有导轨条，竖直滑块滑动配合在底座与导轨条之间，工作台上设有水平滑块，水平滑块滑动配合在导轨条之间。

进一步的，所述的竖直滑块对称设在工作台的两侧，水平滑块设在工作台的中部，导轨条对称设在底座的两侧。

进一步的，所述的工作台的两侧设有支腿，竖直滑块设在支腿上，底座的两侧设有承压面和支台，导轨条设在支台上端的条安装面上，承压面与竖直滑块滑动配合。

进一步的，所述的工作台与竖直滑块之间、工作台与水平滑块之间、导轨条与底座之间均通过螺钉连接。

进一步的，所述的工作台内设有台通道，竖直滑块内设有竖块通道，水平滑块内设有平块通道，台通道分别与竖块通道、平块通道连通，竖块通道分别连通竖直滑块与底座之间的压力腔、竖直滑块与导轨条之间的压力腔，平块通道连通导轨条与水平滑块之间的压力腔。

进一步的，所述的台通道、竖块通道和平块通道内均设有节流器。

进一步的，所述的竖直滑块与底座之间的压力腔、竖直滑块与导轨条之间的压力腔、导轨条与水平滑块之间的压力腔均包括两个对称布置的独立腔体。

进一步的，所述的台通道包括台纵孔，台纵孔分别与台一进孔、台二进孔、台三进孔连通，台一进孔与台一通孔连通，台一通孔与竖块通道的上腔通道连通，台二进孔与台二通孔连通，台二通孔与竖块通道的下腔通道连通，台三进孔与台三通孔连通，台三通孔与平块通道连通。

进一步的，所述的台纵孔之间连通有台横孔。

进一步的，所述的台一进孔、台二进孔、台三进孔内的阶梯孔口处设有台节流孔，台节流孔内设有节流器。

进一步的，所述的竖块通道包括上腔通道和下腔通道，台通道分别与上腔通道、下腔通道连通。

进一步的，所述的上腔通道包括竖块一进孔，竖块一进孔与台通道连通，竖块一进孔与竖块一横通孔连通，竖块一横通孔与竖块一纵通孔连通，竖块一纵通孔与竖块上腔进孔连通，竖块上腔进孔连通竖直滑块与导轨条之间的压力腔；下腔通道包括竖块二进孔，竖块二进孔与台通道连通，竖块二进孔与竖块二横通孔连通，竖块二横通孔与竖块二纵通孔连通，竖块二纵通孔与竖块下腔进孔连通，竖块下腔进孔连通竖直滑块与底座之间的压力腔。

进一步的，所述的竖块一纵通孔和竖块二纵通孔内的阶梯孔口处设有竖块节流孔，竖块节流孔内设有节流器。

进一步的，所述的竖直滑块与底座之间的压力腔为竖块上压力腔，竖直滑块与导轨条之间的压力腔为竖块下压力腔。

进一步的，所述的竖直滑块上设有竖块回流槽。

进一步的，所述的平块通道包括平块进孔，平块进孔与台通道连通，平块进孔与平块通孔连通，平块通孔与平块腔进孔连通，平块腔进孔连通导轨条与水平滑块之间的压力腔。

进一步的，所述的平块通孔内的阶梯孔口处设有平块节流孔，平块节流孔内设有节流器。

进一步的，所述的导轨条与水平滑块之间的压力腔为平块压力腔。

进一步的，所述的水平滑块上设有平块回流槽。

进一步的，所述的节流器为小孔节流器、毛细管节流器中的至少一种。

进一步的，所述的底座上设有座回流槽，底座内设有回油通道，座回流槽与回油通道连通。

进一步的，所述的回油通道包括竖直回流孔，竖直回流孔与座回流槽连通，竖直回流孔与水平回流孔连通。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、整体结构对称、布置合理，能够保证导轨高精度的平稳运行；

2、油腔油压通过多个节流器进行串联复合节流，节流效应强，导轨承载力大、刚度高，并且对单个节流器的尺寸及其精度要求低，有利于节流器制造；

3、将节流器安装在工作台、竖直滑块和水平滑块内部，无需在导轨外部安装节流装置，占用空间小，导轨整体结构简单紧凑，节流器含有导磁材料，可用磁性扳手取出，有利于导轨装配；

4、各油腔采用独立的多个节流器进行调节，油腔间的油压相互影响小，导轨抗干扰能力强；

5、节流器安装孔的空间大，可在油路上安装多个毛细管节流器或者其他具有高动态性能的节流器，抑制油源脉动、环境扰动和动态切削力等因素对导轨运动精度的影响，提高导轨动态性能；

6、可推广应用于液体静压轴承、气体静压轴承和气体静压导轨等其他流体静压支承领域。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型工作台结构主视图。

图3为图2的俯视图。

图4为本实用新型竖直滑块结构侧视图。

图5为图4的俯视图。

图6为本实用新型底座的结构主视图。

图7为图6的俯视图。

图8为本实用新型水平滑块结构侧视图。

图9为图8的俯视图。

图10为本实用新型小孔节流器结构示意图。

图11为本实用新型毛细管节流器结构示意图。

图中：1、工作台，2、竖直滑块，3、底座，4、导轨条，5、水平滑块；11、台横孔，12、台纵孔，13、台一进孔，14、台一通孔，15、台二进孔，16、台二通孔，17、台三通孔，18、台三进孔，19、台密封孔，110、台节流孔；21、竖块一进孔，22、竖块一横通孔，23、竖块一纵通孔，24、竖块上腔进孔，25、竖块上压力腔，26、竖块回流槽，27、竖块下压力腔，28、竖块下腔进孔，29、竖块二纵通孔，210、竖块二横通孔，211、竖块二进孔，212、竖块密封孔，213、竖块节流孔；31、座回流槽，32、承压面，33、条安装面，34、竖直回流孔，35、水平回流孔；51、平块进孔，52、平块密封孔，53、平块通孔，54、平块节流孔，55、平块腔进孔，56、平块压力腔，57、平块回流槽；6、小孔节流器，7、毛细管节流器，71、螺纹塞，72、针管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1所示，一种串联复合节流闭式液体静压导轨，包括工作台1、竖直滑块2、底座3、导轨条4和水平滑块5。工作台1的两侧设有对称的支腿，竖直滑块2通过螺钉设在支腿上，实现竖直滑块2对称固定在工作台1的两侧。工作台1上通过螺钉设有水平滑块5，实现水平滑块5固定设在工作台1的中部凸台上。工作台、竖直滑块和水平滑块构成导轨的运动部分。

底座3的两侧设有对称的承压面32和支台，导轨条4通过螺钉设在支台上端的条安装面33上，实现导轨条4对称固定在底座3的两侧。底座3和导轨条构成导轨的静止部分。竖直滑块2滑动配合在底座3的承压面32与导轨条4下表面之间，水平滑块5滑动配合在导轨条4之间。

导轨条下表面和承压面间的距离比竖直滑块的厚度尺寸稍大，从而在竖直滑块的上下表面形成竖向支承膜，限制导轨运动部分的竖直上下运动。两个导轨条间的装配间距比水平滑块的宽度尺寸稍大，在水平滑块的左右两个侧面形成水平导向膜，限制导轨运动部分的水平侧向运动。安装在通往各通道上的多个节流器可根据导轨外部载荷的变化来自适应调节竖块上压力腔、竖块下压力腔和平块压力腔的压力，进而实现导轨的承载和导向。

工作台1内设有台通道，竖直滑块2内设有竖块通道，水平滑块5内设有平块通道，台通道分别与竖块通道、平块通道连通，竖块通道分别连通竖直滑块2与底座3之间的压力腔、竖直滑块2与导轨条4之间的压力腔，平块通道连通导轨条4与水平滑块5之间的压力腔。流体(优选为润滑油)通过台通道进入竖块通道和平块通道，然后进入相应的压力腔形成压力膜，实现非接触摩擦支承。上述各压力腔均对称布置，保证整体结构受力平衡。台通道、竖块通道和平块通道由阶梯孔连通形成，阶梯孔的孔口处内均设有节流器，实现串联复合节流。

如图10和11所示，节流器为小孔节流器6、毛细管节流器7中的至少一种。小孔节流器由导磁金属材料制成，外侧为圆锥外螺纹，较大端设置内六角口，较小端设置节流小孔。毛细管节流器7由螺纹塞71(优选为圆锥外螺纹塞)和针管72连接而成，螺纹塞由导磁金属材料制成，较大端设置内六角口，较小端通过焊接或粘接连接针管。

如图2和3所示，台通道包括台横孔11和台纵孔12，台横孔11连通在两个左右对称的台纵孔12之间，将通往各个油腔的油路连通，使得供油管路简单，只需一根供油管就可进行供油。台横孔11和台纵孔12的孔口处设置有台密封孔19，其中一个用于连接供油管，其余安装堵头进行密封。

台纵孔12分别与前后对称的台一进孔13、台二进孔15、台三进孔18连通，台一进孔13与台一通孔14连通，台一通孔14与竖块通道的上腔通道连通，台二进孔15与台二通孔16连通，台二通孔16与竖块通道的下腔通道连通，台三进孔18与台三通孔17连通，台三通孔17与平块通道连通。台一进孔13、台二进孔15、台三进孔18内的阶梯孔口处设有台节流孔110，台节流孔110内设有节流器。

如图4和5所示，竖块通道包括上腔通道和下腔通道，台通道分别与上腔通道、下腔通道连通。上腔通道包括前后对称的竖块一进孔21，竖块一进孔21与台通道连通，竖块一进孔21与竖块一横通孔22连通，竖块一横通孔22与竖块一纵通孔23连通，竖块一纵通孔23与竖块上腔进孔24连通，竖块上腔进孔24连通竖直滑块2与导轨条4之间的压力腔，竖直滑块2与底座3之间的压力腔为竖块上压力腔25，竖块上压力腔25包括前后对称布置的两个独立腔体。

下腔通道包括前后对称的竖块二进孔211，竖块二进孔211与台通道连通，竖块二进孔211与竖块二横通孔210连通，竖块二横通孔210与竖块二纵通孔29连通，竖块二纵通孔29与竖块下腔进孔28连通，竖块下腔进孔28连通竖直滑块2与底座3之间的压力腔，竖直滑块2与导轨条4之间的压力腔为竖块下压力腔27，竖块下压力腔27包括前后对称布置的两个独立腔体。

竖块一纵通孔23和竖块二纵通孔29内的阶梯孔口处设有竖块节流孔213，竖块节流孔213内设有节流器。竖直滑块上设有位于中部的竖块回流槽，便于流体回流至底座上。竖块一横通孔22、竖块一纵通孔23、竖块二横通孔210与竖块二纵通孔29的孔口处均设置竖块密封孔212，竖块密封孔内安装堵头进行密封。

如图8和9所示，平块通道包括前后对称的平块进孔51，平块进孔51与平块通孔53连通，平块通孔53与平块腔进孔55连通，平块腔进孔55连通导轨条4与水平滑块5之间的压力腔，导轨条4与水平滑块5之间的压力腔为平块压力腔56，平块压力腔包括前后对称的两个独立腔体。平块通孔53内的阶梯孔口处设有平块节流孔54，平块节流孔54内设有节流器。水平滑块上设有位于中部的平块回流槽57，便于流体回流至底座上。平块通孔53的孔口处设置平块密封孔52，平块密封孔内安装堵头进行密封。

如图6和7所示，底座3上设有座回流槽31，底座3内设有回油通道，座回流槽31与回油通道连通，回油通道包括竖直回流孔34，竖直回流孔34与座回流槽31连通，竖直回流孔34与水平回流孔35连通。润滑油到达各油腔后流经各油膜间隙流出汇集到底座回流槽，再经底座上的竖直回流孔和水平回流孔回到供油装置中。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种串联复合节流闭式液体静压导轨，包括工作台(1)和底座(3)，其特征在于：所述的工作台(1)上设有竖直滑块(2)，底座(3)上设有导轨条(4)，竖直滑块(2)滑动配合在底座(3)与导轨条(4)之间，工作台(1)上设有水平滑块(5)，水平滑块(5)滑动配合在导轨条(4)之间。

2.根据权利要求1所述的串联复合节流闭式液体静压导轨，其特征在于：所述的竖直滑块(2)对称设在工作台(1)的两侧，水平滑块(5)设在工作台(1)的中部，导轨条(4)对称设在底座(3)的两侧。

3.根据权利要求1所述的串联复合节流闭式液体静压导轨，其特征在于：所述的工作台(1)内设有台通道，竖直滑块(2)内设有竖块通道，水平滑块(5)内设有平块通道，台通道分别与竖块通道、平块通道连通，竖块通道分别连通竖直滑块(2)与底座(3)之间的压力腔、竖直滑块(2)与导轨条(4)之间的压力腔，平块通道连通导轨条(4)与水平滑块(5)之间的压力腔。

4.根据权利要求3所述的串联复合节流闭式液体静压导轨，其特征在于：所述的台通道、竖块通道和平块通道内均设有节流器。

5.根据权利要求3所述的串联复合节流闭式液体静压导轨，其特征在于：所述的台通道包括台纵孔(12)，台纵孔(12)分别与台一进孔(13)、台二进孔(15)、台三进孔(18)连通，台一进孔(13)与台一通孔(14)连通，台一通孔(14)与竖块通道的上腔通道连通，台二进孔(15)与台二通孔(16)连通，台二通孔(16)与竖块通道的下腔通道连通，台三进孔(18)与台三通孔(17)连通，台三通孔(17)与平块通道连通。

6.根据权利要求3所述的串联复合节流闭式液体静压导轨，其特征在于：所述的竖块通道包括上腔通道和下腔通道，台通道分别与上腔通道、下腔通道连通。

7.根据权利要求6所述的串联复合节流闭式液体静压导轨，其特征在于：所述的上腔通道包括竖块一进孔(21)，竖块一进孔(21)与台通道连通，竖块一进孔(21)与竖块一横通孔(22)连通，竖块一横通孔(22)与竖块一纵通孔(23)连通，竖块一纵通孔(23)与竖块上腔进孔(24)连通，竖块上腔进孔(24)连通竖直滑块(2)与导轨条(4)之间的压力腔；下腔通道包括竖块二进孔(211)，竖块二进孔(211)与台通道连通，竖块二进孔(211)与竖块二横通孔(210)连通，竖块二横通孔(210)与竖块二纵通孔(29)连通，竖块二纵通孔(29)与竖块下腔进孔(28)连通，竖块下腔进孔(28)连通竖直滑块(2)与底座(3)之间的压力腔。

8.根据权利要求3所述的串联复合节流闭式液体静压导轨，其特征在于：所述的平块通道包括平块进孔(51)，平块进孔(51)与台通道连通，平块进孔(51)与平块通孔(53)连通，平块通孔(53)与平块腔进孔(55)连通，平块腔进孔(55)连通导轨条(4)与水平滑块(5)之间的压力腔。

9.根据权利要求4所述的串联复合节流闭式液体静压导轨，其特征在于：所述的节流器为小孔节流器(6)、毛细管节流器(7)中的至少一种。

10.根据权利要求1或3所述的串联复合节流闭式液体静压导轨，其特征在于：所述的底座(3)上设有座回流槽(31)，底座(3)内设有回油通道，座回流槽(31)与回油通道连通。

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