由直线电机驱动进给系统的静压导轨的研究

摘要

随着时代的进步，科技的发展，人们对机加工产品的质量和精度方面的要求也越来越高，同时对加工产品的机床的精度要求也日益提高。因此，精密机床导轨的导向精度，运动灵活性及平稳性等方面的问题也日益突出，于是静压导轨以其优良的性能正逐步被人们所重视。因此，近年来，液体静压技术在机床行业得到了广泛的应用，前景十分乐观。
　　 通过由直线电机驱动进给系统的静压导轨的研究，不仅有利于更进一步提高目前机床等设备的运行精度和加工精度，从而生产出之前无法达到或者很难达到的高精度要求的产品，还希望能引起同行对液体静压导轨等支承技术的重视，并为相关领域提供一定的参考价值。
　　 本文首先在介绍现有液体静压导轨工作原理、油腔的结构特点以及如何选用供油方案的基础上，推导出了油腔流量、有效承载面积、节流比等重要设计参数的数学公式；在分析了开式静压导轨的静态性能后，分别对开式静压导轨的承载能力和油膜刚度建立数学模型，为后续的研究工作提供了必要的理论准备。
　　 然后针对开式静压导轨油膜厚度不稳定，易出现“漂移”或颠覆等现象，要改变开式静压导轨的这种局限之处，使之能适用于更多的精密机床，就是用直线电机代替传统的旋转电机驱动，直线电机由于本身具有磁力吸附功能，它的次级与定子间具有电磁吸力，使得油膜厚度减小而提高油膜刚度，改变开式静压导轨的这种易“漂移”或颠覆的现象。
　　 然后通过计算得出的静压导轨的具体参数，参照电机选型资料选择合适的直线电机并依次介绍直线电机的原理分类以及选型的具体过程等。
　　 最后通过对直线电机驱动进给系统的静压导轨热特性的有限元分析，分析液体静压导轨的移动件在不同工作环境下做不同运动时的热变形，提出降低液体静压导轨热变形的方法，避免导轨热变形对磨床加工精度造成较大影响。