基于水润滑陶瓷轴承的动静压主轴试验研究

摘要

液体动静压主轴具有高刚度、高精度、高阻尼减振性等优势,但是由于高速下液膜剪切发热严重限制了其高速应用,因此低粘度、高比热的水被认为是极佳的高速主轴润滑介质.陶瓷材料具有耐腐蚀、耐磨损、低热膨胀等特性,尤其是硅基陶瓷材料在水润滑条件下,具有极低摩擦系数和高承载能力,因此水润滑陶瓷轴承非常适用于高速动静压主轴.本文介绍了基于水润滑陶瓷滑动轴承的高速精密动静压主轴，采用丙三醇溶液作为水基润滑剂，采用碳化硅陶瓷作为径向及止推轴承材料，并采用高可靠性的全包容轴承结构，完成本领域首台完全采用水润滑陶瓷轴承的主轴样机制造，已形成完整自主知识产权体系。样机试验表明，相对于传统油润滑，水润滑陶瓷主轴温升降低5%以上，且陶瓷轴承在极端工况下显示出优异的可靠性和耐磨性。此水润滑陶瓷轴承的研制为我国新一代高速、高精度、高刚度、长寿命机床主轴的开发提供理论指导和技术支撑。