流体静压导轨技术分析

流体静压导轨是指借助于输入到运动件和固定件之间微小间隙内流动着的黏性流体来支承载荷的滑动支承，包括液体静压导轨和气体静压导轨。流体静压导轨利用专用的供油（供气）装置，将具有一定压力的润滑油（压缩空气）送到导轨的静压腔内，形成具有压力的润滑油（气）层，利用静压腔之间的压力差，形成流体静压导轨的承载力，将滑块浮起，并承受外载荷。流体静压导轨具有多个静压腔，支撑导轨和运动导轨间具有一定的间隙，并且具有能够自动调节油腔间压力差的零件，该零件称为节流器。

静压导轨间充满了液体（或气体），支撑导轨和运动导轨被完全隔开，导轨面不接触，因此静压导轨的动、静摩擦因数极小，基本无磨损、发热问题，使用寿命长；在低速条件下无爬行现象；速度或载荷变化对油膜或气膜的刚度影响小，并且油膜或气膜对导轨制造误差有均化作用；工作稳定且抗震性好。但其结构比较复杂，需要有一套供油（供气）装置，调整比较麻烦，成本较高。

（1）液体静压导轨

液体静压导轨由支撑导轨、运动导轨、节流器和供油装置组成。液体静压导轨分为开式和闭式两种，闭式液体静压导轨原理如图2-26所示。

在静压导轨各方向及导轨面上都开有油腔，液压泵输出的压力油经过六个节流器后压力下降并分别流到对应的六个油腔，设六个油腔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ处的油压分别为p₁、p₂、p₃、p₄、p₅、p₆。当工作台受到竖直方向的载荷P时，油腔Ⅰ和Ⅳ间隙减小，油腔Ⅲ和Ⅵ的间隙增大，由于节流器的作用p₁和p₄增大，p₃和p₆降低，四个油腔产生向上的合力，使工作台稳定在新的平衡位置。当工作台受到水平方向的载荷F时，油腔Ⅱ间隙减小，油腔Ⅴ的间隙增大，由于节流器的作用p₂增大，p₅降低，两个油腔产生向左的合力，使工作台稳定在新的平衡位置。当工作台受到颠覆力矩M时，油腔Ⅳ和Ⅲ的间隙增大，油腔Ⅰ和Ⅵ间隙减小，由于各节流器的作用，使油腔Ⅳ和Ⅲ的压力p₄和p₃减小，而油腔Ⅰ和Ⅵ的压力p₁和p₆增大，这些力作用在工作台上，并形成一个与颠覆力矩反向的力矩，从而使工作台保持平衡。所以闭式静压导轨具有承受各方向载荷和颠覆力矩的能力。

（2）气体静压导轨(www.xing528.com)

气体静压导轨的工作原理和液体静压导轨相同，只是其工作介质不同，液体静压导轨的工作介质为润滑油，气体静压导轨的工作介质为空气。由于气体具有可压缩性、黏度低，比起相同尺寸的液体静压导轨，气体静压导轨的刚度较低，阻尼较小。

图2-26 闭式液体静压导轨原理

1—运动导轨 2—支撑导轨 3—节流器 4—滤油器 5—液压泵 6—溢流阀 7—滤油器 8—油箱