CN214418171U - 一种液体静压导轨及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液体静压导轨及系统，所述液体静压导轨包括支承组件、驱动组件、位置测量组件、冷却组件和防护组件，液体静压导轨在通静压润滑油后，在主滑块和辅滑块的上下表面形成静压油膜，限制导轨滑动部分的竖直上下运动，在主滑块的左右侧面形成静压油膜，限制导轨滑动部分的侧向左右运动，串联安装在工作台内通往各油腔路径上的两个节流器可根据外部载荷的变化实时自适应调节油膜压力，进而实现液体静压导轨的高精度直线运动和高动态特性。控制器通过控制冷风机、第一油冷机、第二油冷机和润滑油供给装置内的流体温度和供给流量，维持液体静压导轨内部环境温度，进而实现液体静压导轨的高热稳定性。

Description

一种液体静压导轨及系统

技术领域

本实用新型涉及流体静压支承技术领域，具体涉及一种液体静压导轨及系统。

背景技术

随着科学技术的进步和国民经济的发展，机械系统的复杂化、轻型化、高速化和自动化程度不断提高，工业技术和产品正在向更加高级、精密和尖端的方向发展。航空、航天、兵器、生物、医疗和电子等领域高端应用的产品对零件提出了微纳米量级甚至更高精度的高性能制造需求，超精密加工是实现高性能制造的关键技术之一。

作为超精密加工的物质基础，超精密机床通过其上布置的各个轴带动刀具和零件按照预定轨迹运动，驱动刀具去除零件多余材料，从而实现零件的加工。液体静压导轨通过液压供给装置向移动副供给静压润滑油来进行载荷支承和运动导向，具有运动精度高、承载力大、刚度高、阻力小、磨损低和寿命长等优点，常作为超精密机床中的直线运动轴使用，是实现超精密机床进给运动的核心功能部件之一。

表征零件加工精度的表面形貌由刀具和零件间的相互作用形成，与刀具零件相对运动和材料去除机制密切相关。超精密机床由于加工精度要求极高，任何不稳定的因素都将导致刀具零件的相对运动产生几何误差，热误差和动态误差是其中最主要的误差。

研究表明，热误差在影响超精密机床加工精度的所有误差中占比可以达到50％以上，机床内外部热源引起的结构变形是造成热误差的主要原因。电机电阻发热和润滑油粘性流动是液体静压导轨内部的主要热源，容易引起导轨内的局部温度升高，导致结构产生局部热变形，降低导轨精度。并且，温度变化使得润滑油粘度发生改变，导致液体静压导轨的支承特性发生变化。因此，控制这两个热源引起的液体静压导轨内部温度升高对于降低结构局部热变形，提高其热稳定性具有重要意义。

在超精密机床加工过程中，油源压力波动、不平衡质量引起的惯性力、静压支承油膜周围的气压波动、电机偏心电磁力、切削力和环境扰动等动态激励的直接或间接作用将会激起液体静压导轨的振动，导致刀具零件相对振动，产生动态误差，降低零件加工精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液体静压导轨，具有抑制动态激励能力强，动态特性好的优点，进而实现液体静压导轨的高精度直线运动，提高机床加工精度。

此外，本实用新型还提供基于上述液体静压导轨的系统，不仅能够实现液体静压导轨的高精度直线运动，且能够维持液体静压导轨内部环境温度，同时提高液体静压导轨的热稳定性和动态特性，进而提高超精密机床加工精度。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种液体静压导轨，包括支承组件、驱动组件、位置测量组件、冷却组件和防护组件，所述支承组件包括固定部分和滑动部分；

所述固定部分包括中侧导轨条、主侧导轨条、主上导轨条、导轨底座、辅上导轨条和辅侧导轨条，所述导轨底座上端面设置有底座集油槽，所述底座集油槽内设置有底座第一凸台、底座第二凸台和底座第四凸台，所述主侧导轨条、辅侧导轨条和中侧导轨条分别固定在底座第一凸台、底座第二凸台和底座第四凸台的上端面，所述主上导轨条设置在主侧导轨条顶部，所述辅上导轨条设置在辅侧导轨条的顶部；

所述滑动部分包括主滑块、工作台、辅滑块和节流器；所述主滑块安装在底座第一凸台、中侧导轨条、主侧导轨条和主上导轨条围成的矩形腔内，所述辅滑块安装在底座第二凸台、辅上导轨条和辅侧导轨条围成的U形腔内，所述工作台的底部设置有两个支腿，两个支腿的底部分别与主滑块和辅滑块的上端面连接；

所述主滑块的上端面、下端面、与中侧导轨条相邻的侧壁和与主侧导轨条相邻的侧壁分别对称设置有两个主滑块右油腔、两个主滑块上油腔、两个主滑块下油腔和两个主滑块左油腔；所述辅滑块的上端面、下端面分别对称设置两个辅滑块上油腔和两个辅滑块下油腔；

所述工作台、主滑块和辅滑块内设置有多个油路，多个油路分别与主滑块和辅滑块内各个油腔连通，通往各油腔的每个油路上均安装有两个节流器；油路与外部的润滑油供给装置相连，所述润滑油供给装置与底座集油槽相连。

本实用新型的工作原理如下：

所述液体静压导轨在通静压润滑油后，在主滑块和辅滑块的上下表面形成静压油膜，限制导轨滑动部分的竖直上下运动，在主滑块的左右侧面形成静压油膜，限制导轨滑动部分的侧向左右运动，直线电机根据控制输入驱动液体静压导轨的滑动部分沿前后方向运动，串联安装在工作台内通往各油腔路径上的两个节流器可根据外部载荷的变化实时自适应调节油膜压力，进而实现液体静压导轨的高精度直线运动。

本实用新型所述液体静压导轨通往各油腔的油路中可以安装两个高动态特性节流器，各油腔压力通过两个节流器进行独立调节，节流效应强，导轨的承载特性好，动刚度高，抑制动态激励的能力强，动态特性好，进而实现液体静压导轨的高精度直线运动，提高机床加工精度。

进一步地，主滑块的上端面、下端面、与中侧导轨条相邻的侧壁和与主侧导轨条相邻的侧壁均与矩形腔具有一定间隙；所述上端面、下端面均与U形腔具有一定间隙。

进一步地，工作台内设置有工作台第一纵向通油孔和工作台第二纵向通油孔，所述工作台第一纵向通油孔和工作台第二纵向通油孔分别与通往主滑块各油腔的油路和通往辅滑块各油腔的油路连通；所述工作台上横向贯穿设置有工作台进油孔，所述工作台第一纵向通油孔和工作台第二纵向通油孔通过工作台进油孔连通，所述工作台进油孔与润滑油供给装置连通，所述导轨底座的底部设置有底座竖直回油孔、底座水平回油孔，所述底座水平回油孔一端与底座竖直回油孔连通，另一端与润滑油供给装置连通。

进一步地，工作台内设置有工作台第一水平阶梯通油孔和工作台第一竖直阶梯通油孔，所述工作台第一水平阶梯通油孔一端与工作台第一纵向通油孔连通，另一端与工作台第一竖直阶梯通油孔连通，所述主滑块内设置有主滑块第一进油孔和主滑块右油腔进油孔，所述主滑块第一进油孔一端与工作台第一竖直阶梯通油孔连通，另一端与主滑块右油腔进油孔连通，所述主滑块右油腔进油孔与主滑块右油腔连通，所述工作台第一水平阶梯通油孔和工作台第一竖直阶梯通油孔内均设置有节流器；

所述工作台内设置有工作台第二水平阶梯通油孔和工作台第二竖直阶梯通油孔，所述工作台第二水平阶梯通油孔一端与工作台第一纵向通油孔连通，另一端与工作台第二竖直阶梯通油孔连通，所述主滑块内设置有主滑块第二进油孔和主滑块上油腔水平通油孔，所述主滑块第二进油孔一端与工作台第二竖直阶梯通油孔连通，另一端与主滑块上油腔水平通油孔连通，所述主滑块上油腔水平通油孔与主滑块上油腔连通，所述工作台第二水平阶梯通油孔和工作台第二竖直阶梯通油孔内均安装有节流器；

所述工作台内设置有工作台第三水平阶梯通油孔和工作台第三竖直阶梯通油孔，所述工作台第三水平阶梯通油孔一端与工作台第一纵向通油孔连通，另一端与工作台第三竖直阶梯通油孔连通，所述主滑块内设置有主滑块第三进油孔和主滑块下油腔水平通油孔，所述主滑块第三进油孔一端与工作台第三竖直阶梯通油孔连通，另一端与主滑块下油腔水平通油孔连通，所述主滑块下油腔水平通油孔与主滑块下油腔连通，所述工作台第三水平阶梯通油孔和工作台第三竖直阶梯通油孔内均安装有节流器；

所述工作台内设置有工作台第四水平阶梯通油孔和工作台第四竖直阶梯通油孔，所述工作台第四水平阶梯通油孔一端与工作台第一纵向通油孔连通，另一端与工作台第四竖直阶梯通油孔连通，所述主滑块内设置有主滑块第四进油孔和主滑块左油腔进油孔，所述主滑块第四进油孔一端与工作台第四竖直阶梯通油孔连通，另一端与主滑块左油腔进油孔连通，所述主滑块左油腔进油孔与主滑块左油腔连通，所述工作台第四水平阶梯通油孔和工作台第四竖直阶梯通油孔内均安装有节流器。

进一步地，工作台内设置有工作台第六水平阶梯通油孔和工作台第六竖直阶梯通油孔，所述工作台第六水平阶梯通油孔一端与工作台第二纵向通油孔连通，另一端与工作台第六竖直阶梯通油孔连通，所述辅滑块内设置有依次连通的辅滑块第一进油孔、辅滑块上油腔水平通油孔和辅滑块上油腔进油孔，所述辅滑块第一进油孔与工作台第六竖直阶梯通油孔连通，所述辅滑块上油腔进油孔与辅滑块上油腔连通，所述工作台第六水平阶梯通油孔和工作台第六竖直阶梯通油孔内均安装有节流器；

所述工作台内设置有工作台第五水平阶梯通油孔和工作台第五竖直阶梯通油孔，所述工作台第五水平阶梯通油孔一端与工作台第二纵向通油孔连通，另一端与工作台第五竖直阶梯通油孔连通，所述辅滑块内设置有依次连通的辅滑块第二进油孔、辅滑块下油腔水平通油孔和辅滑块下油腔进油孔连通，所述辅滑块第二进油孔与工作台第五竖直阶梯通油孔连通，所述辅滑块下油腔进油孔与辅滑块下油腔连通，所述工作台第五水平阶梯通油孔和工作台第五竖直阶梯通油孔内均安装有节流器。

进一步地，驱动组件包括直线电机动子、动子安装板、直线电机定子和两个定子安装条；

所述动子安装板固定在工作台下端面两个支腿之间的第一凸台上，所述直线电机动子固定在动子安装板侧壁，直线电机定子通过两个定子安装条固定在底座第三凸台上，所述底座第三凸台设置在导轨底座上端面底座第二凸台和底座第四凸台之间。

进一步地，位置测量组件包括光栅尺安装板、光栅尺、光栅尺夹、读数头支撑座、读数头安装板和读数头；

所述光栅尺安装板固定在工作台下端面一侧的第二凸台上，光栅尺通过光栅尺夹安装在光栅尺安装板上，读数头支撑座固定在底座集油槽外侧设置的凸台上，读数头安装板固定在读数头支撑座上，读数头固定在读数头安装板上。

进一步地，冷却组件包括动子安装板、第一冷却铜管、第二冷却铜管和铜管夹；

所述动子安装板内设置有相互连通的动子安装板纵向通气孔、动子安装板竖向通气孔和动子安装板横向通气孔，动子安装板纵向通气孔与外部的与冷风机相连；

所述第一冷却铜管和第二冷却铜管为U型结构，第一冷却铜管的两个端部分别与主滑块、辅滑块相配合，第一冷却铜管通过铜管夹固定在底座集油槽内；所述第二冷却铜管通过铜管夹安装在定子安装条上，第二冷却铜管的两端分别与直线电机定子的两个外侧壁接触；所述第一冷却铜管和第二冷却铜管均与外部的第一油冷机相连。

进一步地，防护组件包括四个支撑条、两个侧防护板、第一端防护板、两个端出线夹、两个防护风琴罩和第二端防护板；

所述第一端防护板和第二端防护板分别固定在导轨底座的两端，第一端防护板上设置有供布置读数头线和温度传感器线的出线槽，两个端出线夹安装在第一端防护板的出线槽内；其中一个防护风琴罩设置在工作台和第一端防护板之间，另一个防护风琴罩设置在工作台和第二端防护板之间；四个支撑条分别安装在工作台下端面的四个角落上，两个侧防护板分别安装在工作台和支撑条的侧壁。

一种液体静压导轨系统，包括上述的液体静压导轨、还包括温度传感器、数据采集器、控制器、冷风机、第一油冷机、第二油冷机和润滑油供给装置；

所述温度传感器为多个，分别安装在液体静压导轨内域、冷风机的出风口，以及第一油冷机的出油口、第二油冷机的出油口和润滑油供给装置的出油口；

所述数据采集器的输入端与温度传感器相连、输出端与控制器的输入端相连；控制器的输出端与冷风机、第一油冷机和第二油冷机的控制输入端相连；

冷风机通过气管与液体静压导轨相连；第一油冷机和第二油冷机通过液压软管分别与液体静压导轨和润滑油供给装置相连，润滑油供给装置通过液压软管与液体静压导轨相连。

控制器根据控制输入和液体静压导轨内部的温度控制冷风机、第一油冷机、第二油冷机和润滑油供给装置内的流体温度和供给流量，维持液体静压导轨内部环境温度。

本实用新型所述系统在导轨内部设置有风冷和油冷通道，并配有温度控制装置，可实时带走电机电阻和润滑油粘性流动产生的热量，维持液体静压导轨的内部环境温度，防止产生局部热变形，从而实现液体静压导轨的高热稳定性。

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、本实用新型所述液体静压导轨通往各油腔的油路中可以安装两个高动态特性节流器，各油腔压力通过两个节流器进行独立调节，节流效应强，导轨的承载特性好，动刚度高，抑制动态激励的能力强，动态特性好，进而实现液体静压导轨的高精度直线运动，提高机床加工精度。

2、本实用新型使用两个节流器进行串联复合节流可降低单个节流器的制造要求，节流器一致性更容易保证，并且安装位置开放，有利于导轨的装配、调试和维护。

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为本实用新型所述系统示意图；

图2为液体静压导轨剖面结构和主滑块右油腔油路示意图；

图3为液体静压导轨的三维视图和光栅尺安装方式示意图；

图4为液体静压导轨俯视图；

图5为液体静压导轨主滑块和辅滑块上油腔油路示意图；

图6为液体静压导轨主滑块和辅滑块下油腔油路示意图；

图7为液体静压导轨主滑块左油腔油路示意图；

图8为动子安装板气路示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1、液体静压导轨，2、温度传感器，3、数据采集器，4、控制器，5、冷风机，6、第一油冷机，7、第二油冷机，8、润滑油供给装置，11、中侧导轨条，12、主侧导轨条，13、主上导轨条，14、导轨底座，15、主滑块，16、工作台，17、直线电机动子，18、动子安装板，19、直线电机定子，110、定子安装条，111、辅滑块，112、辅上导轨条，113、辅侧导轨条，114、支撑条，115、侧防护板，116、光栅尺安装板，117、光栅尺，118、光栅尺夹，119、读数头支撑座，120、读数头安装板，121、读数头，122、第一端防护板，123、端出线夹，124、防护风琴罩，125、第二端防护板，126、第一冷却铜管，127、第二冷却铜管，128、铜管夹，141、底座集油槽，142、底座第一凸台，143、底座第二凸台，144、底座第三凸台，145、底座第四凸台，146、底座竖直回油孔，147、底座水平回油孔，151、主滑块第一进油孔，152、主滑块右油腔进油孔，153、主滑块右油腔，154、主滑块第二进油孔，155、主滑块上油腔水平通油孔，156、主滑块上油腔进油孔，157、主滑块上油腔，158、主滑块第三进油孔，159、主滑块下油腔水平通油孔，1510、主滑块下油腔进油孔，1511、主滑块下油腔，1512、主滑块第四进油孔，1513、主滑块左油腔进油孔，1514、主滑块左油腔，161、工作台进油孔，162、工作台第一纵向通油孔，163、工作台第一水平阶梯通油孔，164、工作台第二水平阶梯通油孔，165、工作台第三水平阶梯通油孔，166、工作台第四水平阶梯通油孔，167、工作台第二纵向通油孔，168、工作台第五水平阶梯通油孔，169、工作台第六水平阶梯通油孔，1610、工作台第一竖直阶梯通油孔，1611、工作台第二竖直阶梯通油孔，1612、工作台第三竖直阶梯通油孔，1613、工作台第四竖直阶梯通油孔，1614、工作台第五竖直阶梯通油孔，1615、工作台第六竖直阶梯通油孔，1111、辅滑块上油腔，1112、辅滑块上油腔进油孔，1113、辅滑块上油腔水平通油孔，1114、辅滑块第一进油孔，1115、辅滑块下油腔，1116、辅滑块下油腔进油孔，1117、辅滑块下油腔水平通油孔，1118、辅滑块第二进油孔，181、动子安装板纵向通气孔，182、动子安装板竖向通气孔，183、动子安装板横向通气孔。

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1：

如图1-图8所示，一种液体静压导轨，包括支承组件、驱动组件、位置测量组件、冷却组件和防护组件，所述支承组件包括固定部分和滑动部分；

所述固定部分包括中侧导轨条11、主侧导轨条12、主上导轨条13、导轨底座14、辅上导轨条112和辅侧导轨条113，所述导轨底座14上端面设置有底座集油槽141，所述底座集油槽141内设置有底座第一凸台142、底座第二凸台143和底座第四凸台145，所述主侧导轨条12、辅侧导轨条113和中侧导轨条11分别固定在底座第一凸台142、底座第二凸台143和底座第四凸台145的上端面，所述主上导轨条13设置在主侧导轨条12顶部，所述辅上导轨条112设置在辅侧导轨条113的顶部；

所述滑动部分包括主滑块15、工作台16、辅滑块111和节流器；所述滑块15安装在底座第一凸台142、中侧导轨条11、主侧导轨条12和主上导轨条13围成的矩形腔内，所述辅滑块111安装在底座第二凸台143、辅上导轨条112和辅侧导轨条113围成的U形腔内，所述工作台16的底部设置有两个支腿，两个支腿的底部分别与主滑块15和辅滑块111的上端面连接，所述主滑块15的上端面、下端面、与中侧导轨条11相邻的侧壁和与主侧导轨条12相邻的侧壁均与矩形腔具有一定间隙；所述上端面、下端面均与U形腔具有一定间隙，即主侧导轨条12的高度尺寸比主滑块15的高度尺寸稍大，中侧导轨条11右侧面和主侧导轨条12左侧面的装配间距比主滑块15的宽度尺寸稍大，在主滑块15的上、下、左、右表面与其配合面之间留有润滑油流出的油膜间隙，形成支承油膜，所述辅滑块111的上、下表面各前后对称设置两个辅滑块上油腔1111和辅滑块下油腔1115，辅侧导轨条113的高度尺寸比辅滑块111的高度尺寸稍大，在辅侧导轨条113上下表面与其配合面之间留有润滑油流出的油膜间隙，形成支承油膜；

所述主滑块15的上端面、下端面、与中侧导轨条11相邻的侧壁和与主侧导轨条12相邻的侧壁分别对称设置有两个主滑块右油腔153、两个主滑块上油腔157、两个主滑块下油腔1511和两个主滑块左油腔1514；所述辅滑块111的上端面、下端面分别对称设置两个辅滑块上油腔1111和两个辅滑块下油腔1115；

所述工作台16、主滑块15和辅滑块111内设置有多个油路，多个油路分别与主滑块15和辅滑块111内各个油腔连通，通往各油腔的每个油路上均安装有两个节流器，具体地，每个油路上设置有两个安装节流器的圆锥螺纹孔，所述节流器是带圆锥外螺纹的小孔节流器、毛细管节流器、缝隙节流器、多孔质节流器或者其他节流器的一种或者两种的组合；油路与外部的润滑油供给装置8相连，所述润滑油供给装置8与底座集油槽141相连；各个油路的具体结构如下：

所述工作台16内设置有工作台第一纵向通油孔162和工作台第二纵向通油孔167，所述工作台第一纵向通油孔162和工作台第二纵向通油孔167分别与通往主滑块15各油腔的油路和通往辅滑块111各油腔的油路连通；所述工作台16上横向贯穿设置有工作台进油孔161，所述工作台第一纵向通油孔162和工作台第二纵向通油孔167通过工作台进油孔161连通，所述工作台进油孔161与润滑油供给装置8连通，所述导轨底座14的底部设置有底座竖直回油孔146、底座水平回油孔147，所述底座水平回油孔147一端与底座竖直回油孔146连通，另一端与润滑油供给装置8连通，具体地：

所述主滑块右油腔153的供油路径为：润滑油供给装置8→工作台进油孔161→工作台第一纵向通油孔162→工作台第一水平阶梯通油孔163→工作台第一竖直阶梯通油孔1610→主滑块第一进油孔151→主滑块右油腔进油孔152→主滑块右油腔153，所述工作台第一水平阶梯通油孔163和工作台第一竖直阶梯通油孔1610的孔口处设置有安装密封堵头的圆锥螺纹孔，主滑块第一进油孔151的孔口处设置有安装O形密封圈的沟槽，工作台第一水平阶梯通油孔163和工作台第一竖直阶梯通油孔1610的阶梯处设置有安装节流器的圆锥螺纹孔，具体实现结构如下：

所述工作台16内设置有工作台第一水平阶梯通油孔163和工作台第一竖直阶梯通油孔1610，所述工作台第一水平阶梯通油孔163一端与工作台第一纵向通油孔162连通，另一端与工作台第一竖直阶梯通油孔1610连通，所述主滑块15内设置有主滑块第一进油孔151和主滑块右油腔进油孔152，所述主滑块第一进油孔151一端与工作台第一竖直阶梯通油孔1610连通，另一端与主滑块右油腔进油孔152连通，所述主滑块右油腔进油孔152与主滑块右油腔153连通，所述工作台第一水平阶梯通油孔163和工作台第一竖直阶梯通油孔1610内均设置有节流器；

所述主滑块上油腔157的供油路径为：润滑油供给装置8→工作台进油孔161→工作台第一纵向通油孔162→工作台第二水平阶梯通油孔164→工作台第二竖直阶梯通油孔1611→主滑块第二进油孔154→主滑块上油腔水平通油孔155→主滑块上油腔进油孔156→主滑块上油腔157，所述工作台第二水平阶梯通油孔164、工作台第二竖直阶梯通油孔1611和主滑块上油腔水平通油孔155的孔口处设置有安装密封堵头的圆锥螺纹孔，主滑块第二进油孔154的孔口处设置有安装O形密封圈的沟槽，工作台第二水平阶梯通油孔164和工作台第二竖直阶梯通油孔1611的阶梯处设置有安装节流器的圆锥螺纹孔，具体实现结构如下：

所述工作台16内设置有工作台第二水平阶梯通油孔164和工作台第二竖直阶梯通油孔1611，所述工作台第二水平阶梯通油孔164一端与工作台第一纵向通油孔162连通，另一端与工作台第二竖直阶梯通油孔1611连通，所述主滑块15内设置有主滑块第二进油孔154和主滑块上油腔水平通油孔155，所述主滑块第二进油孔154一端与工作台第二竖直阶梯通油孔1611连通，另一端与主滑块上油腔水平通油孔155连通，所述主滑块上油腔水平通油孔155与主滑块上油腔157连通，所述工作台第二水平阶梯通油孔164和工作台第二竖直阶梯通油孔1611内均安装有节流器；

所述主滑块下油腔1511的供油路径为：润滑油供给装置8→工作台进油孔161→工作台第一纵向通油孔162→工作台第三水平阶梯通油孔165→工作台第三竖直阶梯通油孔1612→主滑块第三进油孔158→主滑块下油腔水平通油孔159→主滑块下油腔进油孔1510→主滑块下油腔1511，所述工作台第三水平阶梯通油孔165、工作台第三竖直阶梯通油孔1612和主滑块下油腔水平通油孔159的孔口处设置有安装密封堵头的圆锥螺纹孔，主滑块第三进油孔158的孔口处设置有安装O形密封圈的沟槽，工作台第三水平阶梯通油孔165和工作台第三竖直阶梯通油孔1612的阶梯处设置有安装节流器的圆锥螺纹孔，具体实现结构如下：

所述工作台16内设置有工作台第三水平阶梯通油孔165和工作台第三竖直阶梯通油孔1612，所述工作台第三水平阶梯通油孔165一端与工作台第一纵向通油孔162连通，另一端与工作台第三竖直阶梯通油孔1612连通，所述主滑块15内设置有主滑块第三进油孔158和主滑块下油腔水平通油孔159，所述主滑块第三进油孔158一端与工作台第三竖直阶梯通油孔1612连通，另一端与主滑块下油腔水平通油孔159连通，所述主滑块下油腔水平通油孔159与主滑块下油腔1511连通，所述工作台第三水平阶梯通油孔165和工作台第三竖直阶梯通油孔1612内均安装有节流器；

所述主滑块左油腔1514的供油路径为：润滑油供给装置8→工作台进油孔161→工作台第一纵向通油孔162→工作台第四水平阶梯通油孔166→工作台第四竖直阶梯通油孔1613→主滑块第四进油孔1512→主滑块左油腔进油孔1513→主滑块左油腔1514，所述工作台第四水平阶梯通油孔166和工作台第四竖直阶梯通油孔1613的孔口处设置有安装密封堵头的圆锥螺纹孔，主滑块第四进油孔1512的孔口处设置有安装O形密封圈的沟槽，工作台第四水平阶梯通油孔166和工作台第四竖直阶梯通油孔1613的阶梯处设置有安装节流器的圆锥螺纹孔，具体实现结构如下：

所述工作台16内设置有工作台第四水平阶梯通油孔166和工作台第四竖直阶梯通油孔1613，所述工作台第四水平阶梯通油孔166一端与工作台第一纵向通油孔162连通，另一端与工作台第四竖直阶梯通油孔1613连通，所述主滑块15内设置有主滑块第四进油孔1512和主滑块左油腔进油孔1513，所述主滑块第四进油孔1512一端与工作台第四竖直阶梯通油孔1613连通，另一端与主滑块左油腔进油孔1513连通，所述主滑块左油腔进油孔1513与主滑块左油腔1514连通，所述工作台第四水平阶梯通油孔166和工作台第四竖直阶梯通油孔1613内均安装有节流器；

所述辅滑块上油腔1111的供油路径为：润滑油供给装置8→工作台进油孔161→工作台第二纵向通油孔167→工作台第六水平阶梯通油孔169→工作台第六竖直阶梯通油孔1615→辅滑块第一进油孔1114→辅滑块上油腔水平通油孔1113→辅滑块上油腔进油孔1112→辅滑块上油腔1111，所述工作台第六水平阶梯通油孔169、工作台第六竖直阶梯通油孔1615和辅滑块上油腔水平通油孔1113的孔口处设置有安装密封堵头的圆锥螺纹孔，辅滑块上油腔进油孔1112的孔口处设置有安装O形密封圈的沟槽，工作台第六水平阶梯通油孔169和工作台第六竖直阶梯通油孔1615的阶梯处设置有安装节流器的圆锥螺纹孔，具体实现结构如下：

所述工作台16内设置有工作台第六水平阶梯通油孔169和工作台第六竖直阶梯通油孔1615，所述工作台第六水平阶梯通油孔169一端与工作台第二纵向通油孔167连通，另一端与工作台第六竖直阶梯通油孔1615连通，所述辅滑块111内设置有依次连通的辅滑块第一进油孔1114、辅滑块上油腔水平通油孔1113和辅滑块上油腔进油孔1112，所述辅滑块第一进油孔1114与工作台第六竖直阶梯通油孔1615连通，所述辅滑块上油腔进油孔1112与辅滑块上油腔1111连通，所述工作台第六水平阶梯通油孔169和工作台第六竖直阶梯通油孔1615内均安装有节流器；

所述辅滑块下油腔1115的供油路径为：润滑油供给装置8→工作台进油孔161→工作台第二纵向通油孔167→工作台第五水平阶梯通油孔168→工作台第五竖直阶梯通油孔1614→辅滑块第二进油孔1118→辅滑块下油腔水平通油孔1117→辅滑块下油腔进油孔1116→辅滑块下油腔1115，所述工作台第五水平阶梯通油孔168、工作台第五竖直阶梯通油孔1614和辅滑块下油腔水平通油孔1117的孔口处设置有安装密封堵头的圆锥螺纹孔，辅滑块第二进油孔1118的孔口处设置有安装O形密封圈的沟槽，工作台第五水平阶梯通油孔168和工作台第五竖直阶梯通油孔1614的阶梯处设置有安装节流器的圆锥螺纹孔，具体实现结构如下：

所述工作台16内设置有工作台第五水平阶梯通油孔168和工作台第五竖直阶梯通油孔1614，所述工作台第五水平阶梯通油孔168一端与工作台第二纵向通油孔167连通，另一端与工作台第五竖直阶梯通油孔1614连通，所述辅滑块111内设置有依次连通的辅滑块第二进油孔1118、辅滑块下油腔水平通油孔1117和辅滑块下油腔进油孔1116，所述辅滑块第二进油孔1118与工作台第五竖直阶梯通油孔1614连通，所述辅滑块下油腔进油孔1116与辅滑块下油腔1115连通，所述工作台第五水平阶梯通油孔168和工作台第五竖直阶梯通油孔1614内均安装有节流器。

在本实施例中，所述驱动组件包括直线电机动子17、动子安装板18、直线电机定子19和两个定子安装条110；

所述动子安装板18固定在工作台16下端面两个支腿之间的第一凸台上，所述直线电机动子17固定在动子安装板18侧壁，直线电机定子19通过两个定子安装条110固定在底座第三凸台144上，所述底座第三凸台144设置在导轨底座14上端面底座第二凸台143和底座第四凸台145之间。

所述位置测量组件包括光栅尺安装板116、光栅尺117、光栅尺夹118、读数头支撑座119、读数头安装板120和读数头121；

所述光栅尺安装板116固定在工作台16下端面一侧的第二凸台上，光栅尺117通过光栅尺夹118安装在光栅尺安装板116上，读数头支撑座119固定在底座集油槽141外侧设置的凸台上，读数头安装板120固定在读数头支撑座119上，读数头121固定在读数头安装板120上，所述读数头支撑座119与导轨底座14的安装孔以及读数头安装板120与读数头支撑座119间的安装孔为腰型通孔，便于调整读数头121位置增强测量信号。

所述冷却组件包括动子安装板18、第一冷却铜管126、第二冷却铜管127和铜管夹128。所述动子安装板18内靠近直线电机动子17安装面处设置有通冷却气体的动子安装板纵向通气孔181、动子安装板竖向通气孔182和动子安装板横向通气孔183，所述动子安装板纵向通气孔181的孔口处设置有安装气管接头或密封堵头的圆锥螺纹孔，动子安装板纵向通气孔181与动子安装板竖向通气孔182和动子安装板横向通气孔183连通，动子安装板纵向通气孔181通过管接头和气管与冷风机5相连。所述第一冷却铜管126和第二冷却铜管127为U型结构，第一冷却铜管126的左分支置于辅滑块111下面、左侧面与底座第二凸台143的右侧面接触，右分支置于主滑块15的下面、右侧面与底座第一凸台142的左侧面接触，通过铜管夹128固定在底座集油槽141内，所述第二冷却铜管127通过铜管夹128安装在定子安装条110上表面、左右分支的内侧分别与直线电机定子19的两外侧面接触。所述第一冷却铜管126和第二冷却铜管127通过管接头、液压软管与第一油冷机6相连。

所述防护组件包括四个支撑条114、两个侧防护板115、第一端防护板122、两个端出线夹123、两个防护风琴罩124和第二端防护板125；

所述第一端防护板122和第二端防护板125分别固定在导轨底座14的两端，第一端防护板122上设置有供布置读数头线和温度传感器线的出线槽，两个端出线夹123安装在第一端防护板122的出线槽内；其中一个防护风琴罩124设置在工作台16和第一端防护板122之间，另一个防护风琴罩124设置在工作台16和第二端防护板125之间；四个支撑条114分别安装在工作台16下端面的四个角落上，两个侧防护板115分别安装在工作台16和支撑条114的侧壁。

在本实施例中，所述液体静压导轨1在通静压润滑油后，在主滑块15和辅滑块111的上下表面形成静压油膜，限制导轨滑动部分的上下竖直运动，在主滑块15的左右侧面形成静压油膜，限制导轨滑动部分的左右侧向运动，串联安装在工作台16内通往各油腔路径上的两个节流器可以根据外部载荷变化实时自适应调节油膜压力，直线电机根据控制输入驱动液体静压导轨1的滑动部分沿前后方向运动，进而实现液体静压导轨1的高精度直线运动。

实施例2：

本实施例基于实施例1，所述底座第一凸台142和底座第二凸台143的高度相同，主滑块15和辅滑块111的高度相同，所述主侧导轨条12和辅侧导轨条113的高度相同；所述工作台第一水平阶梯通油孔163、工作台第二水平阶梯通油孔164、工作台第三水平阶梯通油孔165、工作台第四水平阶梯通油孔166、工作台第五水平阶梯通油孔168和工作台第六水平阶梯通油孔169的阶梯处安装相同的节流器，所述工作台第一竖直阶梯通油孔1610、工作台第二竖直阶梯通油孔1611、工作台第三竖直阶梯通油孔1612、工作台第四竖直阶梯通油孔1613、工作台第五竖直阶梯通油孔1614和工作台第六竖直阶梯通油孔1615的阶梯处安装相同的节流器。

实施例3：

一种液体静压导轨系统，包括实施例1或实施例2所述的液体静压导轨1、还包括温度传感器2、数据采集器3、控制器4、冷风机5、第一油冷机6、第二油冷机7和润滑油供给装置8；

所述温度传感器2为多个，分别安装在液体静压导轨1内域、冷风机5的出风口，以及第一油冷机6的出油口、第二油冷机7的出油口和润滑油供给装置8的出油口；

所述数据采集器3的输入端与温度传感器2相连、输出端与控制器4的输入端相连；控制器4的输出端与冷风机5、第一油冷机6和第二油冷机7的控制输入端相连；

冷风机5通过气管与液体静压导轨1相连；第一油冷机6和第二油冷机7通过液压软管分别与液体静压导轨1和润滑油供给装置8相连，润滑油供给装置8通过液压软管与液体静压导轨1相连。

在实施例中，所述液体静压导轨1在通静压润滑油后，在主滑块15和辅滑块111的上下表面形成静压油膜，限制导轨滑动部分的上下竖直运动，在主滑块15的左右侧面形成静压油膜，限制导轨滑动部分的左右侧向运动，串联安装在工作台16内通往各油腔路径上的两个节流器可以根据外部载荷变化实时自适应调节油膜压力，直线电机根据控制输入驱动液体静压导轨1的滑动部分沿前后方向运动，进而实现液体静压导轨1的高精度直线运动。控制器4根据控制输入和液体静压导轨1内部的温度控制冷风机5、第一油冷机6、第二油冷机7和润滑油供给装置8内的流体温度和供给流量，维持液体静压导轨1内部的温度，从而实现液体静压导轨1的高热稳定性。

本实施例中的上、下、左、右均是相对附图而言。

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)

1.一种液体静压导轨，包括支承组件、驱动组件、位置测量组件、冷却组件和防护组件，其特征在于，所述支承组件包括固定部分和滑动部分；

所述固定部分包括中侧导轨条(11)、主侧导轨条(12)、主上导轨条(13)、导轨底座(14)、辅上导轨条(112)和辅侧导轨条(113)，所述导轨底座(14)上端面设置有底座集油槽(141)，所述底座集油槽(141)内设置有底座第一凸台(142)、底座第二凸台(143)和底座第四凸台(145)，所述主侧导轨条(12)、辅侧导轨条(113)和中侧导轨条(11)分别固定在底座第一凸台(142)、底座第二凸台(143)和底座第四凸台(145)的上端面，所述主上导轨条(13)设置在主侧导轨条(12)顶部，所述辅上导轨条(112)设置在辅侧导轨条(113)的顶部；

所述滑动部分包括主滑块(15)、工作台(16)、辅滑块(111)和节流器；所述主滑块(15)安装在底座第一凸台(142)、中侧导轨条(11)、主侧导轨条(12)和主上导轨条(13)围成的矩形腔内，所述辅滑块(111)安装在底座第二凸台(143)、辅上导轨条(112)和辅侧导轨条(113)围成的U形腔内，所述工作台(16)的底部设置有两个支腿，两个支腿的底部分别与主滑块(15)和辅滑块(111)的上端面连接；

所述主滑块(15)的上端面、下端面、与中侧导轨条(11)相邻的侧壁和与主侧导轨条(12)相邻的侧壁分别对称设置有两个主滑块右油腔(153)、两个主滑块上油腔(157)、两个主滑块下油腔(1511)和两个主滑块左油腔(1514)；所述辅滑块(111)的上端面、下端面分别对称设置两个辅滑块上油腔(1111)和两个辅滑块下油腔(1115)；

所述工作台(16)、主滑块(15)和辅滑块(111)内设置有多个油路，多个油路分别与主滑块(15)和辅滑块(111)内各个油腔连通，通往各油腔的每个油路上均安装有两个节流器；油路与外部的润滑油供给装置(8)相连，所述润滑油供给装置(8)与底座集油槽(141)相连。

2.根据权利要求1所述的一种液体静压导轨，其特征在于，所述主滑块(15)的上端面、下端面、与中侧导轨条(11)相邻的侧壁和与主侧导轨条(12)相邻的侧壁均与矩形腔具有一定间隙；所述辅滑块(111)的上端面、下端面均与U形腔具有一定间隙。

3.根据权利要求1所述的一种液体静压导轨，其特征在于，所述工作台(16)内设置有工作台第一纵向通油孔(162)和工作台第二纵向通油孔(167)，所述工作台第一纵向通油孔(162)和工作台第二纵向通油孔(167)分别与通往主滑块(15)各油腔的油路和通往辅滑块(111)各油腔的油路连通；所述工作台(16)上横向贯穿设置有工作台进油孔(161)，所述工作台第一纵向通油孔(162)和工作台第二纵向通油孔(167)通过工作台进油孔(161)连通，所述工作台进油孔(161)与润滑油供给装置(8)连通，所述导轨底座(14)的底部设置有底座竖直回油孔(146)、底座水平回油孔(147)，所述底座水平回油孔(147)一端与底座竖直回油孔(146)连通，另一端与润滑油供给装置(8)连通。

4.根据权利要求3所述的一种液体静压导轨，其特征在于，所述工作台(16)内设置有工作台第一水平阶梯通油孔(163)和工作台第一竖直阶梯通油孔(1610)，所述工作台第一水平阶梯通油孔(163)一端与工作台第一纵向通油孔(162)连通，另一端与工作台第一竖直阶梯通油孔(1610)连通，所述主滑块(15)内设置有主滑块第一进油孔(151)和主滑块右油腔进油孔(152)，所述主滑块第一进油孔(151)一端与工作台第一竖直阶梯通油孔(1610)连通，另一端与主滑块右油腔进油孔(152)连通，所述主滑块右油腔进油孔(152)与主滑块右油腔(153)连通，所述工作台第一水平阶梯通油孔(163)和工作台第一竖直阶梯通油孔(1610)内均设置有节流器；

所述工作台(16)内设置有工作台第二水平阶梯通油孔(164)和工作台第二竖直阶梯通油孔(1611)，所述工作台第二水平阶梯通油孔(164)一端与工作台第一纵向通油孔(162)连通，另一端与工作台第二竖直阶梯通油孔(1611)连通，所述主滑块(15)内设置有主滑块第二进油孔(154)和主滑块上油腔水平通油孔(155)，所述主滑块第二进油孔(154)一端与工作台第二竖直阶梯通油孔(1611)连通，另一端与主滑块上油腔水平通油孔(155)连通，所述主滑块上油腔水平通油孔(155)与主滑块上油腔(157)连通，所述工作台第二水平阶梯通油孔(164)和工作台第二竖直阶梯通油孔(1611)内均安装有节流器；

所述工作台(16)内设置有工作台第三水平阶梯通油孔(165)和工作台第三竖直阶梯通油孔(1612)，所述工作台第三水平阶梯通油孔(165)一端与工作台第一纵向通油孔(162)连通，另一端与工作台第三竖直阶梯通油孔(1612)连通，所述主滑块(15)内设置有主滑块第三进油孔(158)和主滑块下油腔水平通油孔(159)，所述主滑块第三进油孔(158)一端与工作台第三竖直阶梯通油孔(1612)连通，另一端与主滑块下油腔水平通油孔(159)连通，所述主滑块下油腔水平通油孔(159)与主滑块下油腔(1511)连通，所述工作台第三水平阶梯通油孔(165)和工作台第三竖直阶梯通油孔(1612)内均安装有节流器；

所述工作台(16)内设置有工作台第四水平阶梯通油孔(166)和工作台第四竖直阶梯通油孔(1613)，所述工作台第四水平阶梯通油孔(166)一端与工作台第一纵向通油孔(162)连通，另一端与工作台第四竖直阶梯通油孔(1613)连通，所述主滑块(15)内设置有主滑块第四进油孔(1512)和主滑块左油腔进油孔(1513)，所述主滑块第四进油孔(1512)一端与工作台第四竖直阶梯通油孔(1613)连通，另一端与主滑块左油腔进油孔(1513)连通，所述主滑块左油腔进油孔(1513)与主滑块左油腔(1514)连通，所述工作台第四水平阶梯通油孔(166)和工作台第四竖直阶梯通油孔(1613)内均安装有节流器。

5.根据权利要求3所述的一种液体静压导轨，其特征在于，所述工作台(16)内设置有工作台第六水平阶梯通油孔(169)和工作台第六竖直阶梯通油孔(1615)，所述工作台第六水平阶梯通油孔(169)一端与工作台第二纵向通油孔(167)连通，另一端与工作台第六竖直阶梯通油孔(1615)连通，所述辅滑块(111)内设置有依次连通的辅滑块第一进油孔(1114)、辅滑块上油腔水平通油孔(1113)和辅滑块上油腔进油孔(1112)，所述辅滑块第一进油孔(1114)与工作台第六竖直阶梯通油孔(1615)连通，所述辅滑块上油腔进油孔(1112)与辅滑块上油腔(1111)连通，所述工作台第六水平阶梯通油孔(169)和工作台第六竖直阶梯通油孔(1615)内均安装有节流器；

所述工作台(16)内设置有工作台第五水平阶梯通油孔(168)和工作台第五竖直阶梯通油孔(1614)，所述工作台第五水平阶梯通油孔(168)一端与工作台第二纵向通油孔(167)连通，另一端与工作台第五竖直阶梯通油孔(1614)，所述辅滑块(111)内设置有依次连通的辅滑块第二进油孔(1118)、辅滑块下油腔水平通油孔(1117)和辅滑块下油腔进油孔(1116)，所述辅滑块第二进油孔(1118)与工作台第五竖直阶梯通油孔(1614)连通，所述辅滑块下油腔进油孔(1116)与辅滑块下油腔(1115)连通，所述工作台第五水平阶梯通油孔(168)和工作台第五竖直阶梯通油孔(1614)内均安装有节流器。

6.根据权利要求1所述的一种液体静压导轨，其特征在于，所述驱动组件包括直线电机动子(17)、动子安装板(18)、直线电机定子(19)和两个定子安装条(110)；

所述动子安装板(18)固定在工作台(16)下端面两个支腿之间的第一凸台上，所述直线电机动子(17)固定在动子安装板(18)侧壁，直线电机定子(19)通过两个定子安装条(110)固定在底座第三凸台(144)上，所述底座第三凸台(144)设置在导轨底座(14)上端面底座第二凸台(143)和底座第四凸台(145)之间。

7.根据权利要求1所述的一种液体静压导轨，其特征在于，所述位置测量组件包括光栅尺安装板(116)、光栅尺(117)、光栅尺夹(118)、读数头支撑座(119)、读数头安装板(120)和读数头(121)；

所述光栅尺安装板(116)固定在工作台(16)下端面一侧的第二凸台上，光栅尺(117)通过光栅尺夹(118)安装在光栅尺安装板(116)上，读数头支撑座(119)固定在底座集油槽(141)外侧设置的凸台上，读数头安装板(120)固定在读数头支撑座(119)上，读数头(121)固定在读数头安装板(120)上。

8.根据权利要求1所述的一种液体静压导轨，其特征在于，所述冷却组件包括动子安装板(18)、第一冷却铜管(126)、第二冷却铜管(127)和铜管夹(128)；

所述动子安装板(18)内设置有相互连通的动子安装板纵向通气孔(181)、动子安装板竖向通气孔(182)和动子安装板横向通气孔(183)，动子安装板纵向通气孔(181)与冷风机(5)相连；

所述第一冷却铜管(126)和第二冷却铜管(127)为U型结构，第一冷却铜管(126)的两个端部分别与主滑块(15)、辅滑块(111)相配合，第一冷却铜管(126)通过铜管夹(128)固定在底座集油槽(141)内；所述第二冷却铜管(127)通过铜管夹(128)安装在定子安装条(110)上，第二冷却铜管(127)的两端分别与直线电机定子(19)的两个外侧壁接触；所述第一冷却铜管(126)和第二冷却铜管(127)均与外部的第一油冷机(6)相连。

9.根据权利要求1所述的一种液体静压导轨，其特征在于，所述防护组件包括四个支撑条(114)、两个侧防护板(115)、第一端防护板(122)、两个端出线夹(123)、两个防护风琴罩(124)和第二端防护板(125)；

所述第一端防护板(122)和第二端防护板(125)分别固定在导轨底座(14)的两端，第一端防护板(122)上设置有供布置读数头线和温度传感器线的出线槽，两个端出线夹(123)安装在第一端防护板(122)的出线槽内；其中一个防护风琴罩(124)设置在工作台(16)和第一端防护板(122)之间，另一个防护风琴罩(124)设置在工作台(16)和第二端防护板(125)之间；四个支撑条(114)分别安装在工作台(16)下端面的四个角落上，两个侧防护板(115)分别安装在工作台(16)和支撑条(114)的侧壁。

10.一种液体静压导轨系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的液体静压导轨(1)、还包括温度传感器(2)、数据采集器(3)、控制器(4)、冷风机(5)、第一油冷机(6)、第二油冷机(7)和润滑油供给装置(8)；

所述温度传感器(2)为多个，分别安装在液体静压导轨(1)内域、冷风机(5)的出风口，以及第一油冷机(6)的出油口、第二油冷机(7)的出油口和润滑油供给装置(8)的出油口；

所述数据采集器(3)的输入端与温度传感器(2)相连、输出端与控制器(4)的输入端相连；控制器(4)的输出端与冷风机(5)、第一油冷机(6)和第二油冷机(7)的控制输入端相连；

冷风机(5)通过气管与液体静压导轨(1)相连；第一油冷机(6)和第二油冷机(7)通过液压软管分别与液体静压导轨(1)和润滑油供给装置(8)相连，润滑油供给装置(8)通过液压软管与液体静压导轨(1)相连。

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