摘要：液体静压导轨是液体静压支承应用的重要方面。由于具有工作寿命长、摩擦系数低、速度变化和载荷变化对油膜刚度影响小、工作稳定等诸多优点，液体静压导轨被广泛应用于精密加工机床、雷达天线等民用与军用设备中。随着对数控机床的加工精度和效率要求的不断提高，为了提高工作台承载能力和性能，减少工作台和底座问磨损，延长工作台使用寿命，液体静压导轨在各种数控机床中（特别是重载高精度数控机床）也得到了广泛的应用。
　　关键词：立式车床;静压导轨;定量供油;薄膜反馈节流
　　1.液体静压支承的原理及特点
　　液体静压技术发展已经有很长的历史。随着静压技术迅速发展，应用范围不断扩大，几乎遍及整个机械制造行业，包括仪器、冷轧机、雷达天线座等民用与军工的设备上。静压导轨是静压技术在机床上的重要应用。随着静压导轨技术的不断成熟，其在机床中的应用也越来越广泛，尤其在数控机床和超精密机床上应用更为广泛。
　　1.1液体静压支承的原理
　　液体静压支承是借助于输入支承工作面间的液体静压力来支承载荷的滑动支承。其工作条件为纯液体润滑。液体静压支承按照供油方式的不同分为如下两种形式
　　（1）定压供油式静压支承：仅由油腔、进油口及四周封闭的封油面即可组成最基本的单油腔静压支承。由一油泵供油并且在通往油腔的油路上设置节流器。节流器起到调压的作用，使油腔压力随载荷的变化而自动调节，从而保持油腔压力与载荷平衡。定压供油式静压支承具有成本低，易于安装维护的优点，但由于设有溢流阀和节流器，所以功率损耗大，油箱容易发热。通常应用于机床运转功率小的部分。
　　（2）定量供油式静压支承：供油系统以恒定的流量供给油腔，油腔压力取决于供给的流量和出油液阻。通常采用定量油泵或定量节流阀来实现恒定流量供油。定量供油式静压支承具有高可靠性，低功率损耗，低温的优点。但是由于油路较长，润滑油的压缩性和惯性的影响就较大。定量供油式静压支承在大型或重型机床的静压轴承和静压导轨上得到广泛的应用。
　　1.2液体静压支承的特点
　　液体静压支承由于具有如下的优点所以得到了广泛应用：
　　（1）速度范围宽：液体静压支承的承载能力主要由支承面的结构尺寸以及供油压力或流量决定。因此可在极低的速度或静止的状态下工作;
　　（2）高承载能力：通过选用支承有效面积和节流器的形式，可以得到较大的承载能力和油膜刚度;
　　（3）较高的运动精度：支撑件和滑动件被一层薄薄的油膜隔开，减小了由于制造误差对运动精度的影响。因此其运动精度远高于滑动支承;
　　（4）优良的抗震性能：利用油膜的吸振作用，使得设备运行平稳。
　　（5）长寿命长：支撑件和滑动件被一层薄薄的油膜隔开，两相对滑动面不直接接触，因而零部件的磨损损耗小。但静压导轨工作时的损耗均转化为润滑油的热能。因此为保证长寿命应有降低温升的设计。
　　2.静压导轨的结构和基本计算
　　2.1 静压导轨的结构
　　静压导轨按其结构可分为开式及闭式两类。下图（a）为典型的开式结构，（b）为典型的闭式结构。
　　图2.1 静压导轨的结构形式
　　开式静压导轨依靠运动部件的自重或外界载荷保持运动部件与支承件不可分离，属于力封闭。开式静压导轨只在导轨的一个方向上开有油腔，且只能水平或较小倾角的位置上放置。开式静压导轨承具有受较大正向载荷的能力;结构简单制造及调整方便的特点。闭式静压导轨的运动件，除在其运动方向具有一个自由度外，其余运动自由度都由导轨的结构所约束，故属于几何封闭。闭式静压导轨可以：承受正、反向、偏载荷以及颠覆力矩，因此广泛的应用于立式导轨。
　　2.2 静压导轨的基本计算
　　本文以数控立车为设计对象，重型立车导轨主要承受垂直方向的力，选用了静压导轨采用静压圆导轨，并在基座导轨上均匀地分布几个分隔的油腔，以适应不同方向的抗倾覆能力。为保证良好的精度和较低的功率损耗通常应使导轨面的平面度误差小于等于 （0.3～0.5）倍的油膜厚度，中小型机床的油膜厚度为0.015mm～0.03mm;大型机床为0.03mm～0.06mm。
　　图2.2 扇形油垫图
　　（1）扇形油垫的流量计算：

其中q为流量，流量系数，
　　（2）油垫有效承载面积的计算：
　　（3）每个油腔承载能力计算：
　　（4）油膜刚度计算：
　　3.结论
　　本文已经对静压导轨进行了分析，得到了不同形式的静压导轨的优缺点。定量的静态性能的基本参数进行了计算，对其他机床采用静压导轨有一定的借鉴作用。但是在实际的系统中仍会受到其他一些不确定因素的影响，如导轨的加工精度、油液中溶解的空气等，因此实际情况可能与计算仿真结果不一样，因此静压导轨在设计完成后的安装调试也至关重要，关系到整个系统能否正常工作。
　　参考文献：
　　[1]刘成祥.液体静压导轨恒流量控制的设计与分析[J].机床与液压，2008，36（7）：126-128
　　[2]倪红，曾毅.16m立车专用平台研制[J].东方电机，2008，lO（1）：25.27