多类型油垫复合支承重型静压转台

摘要

多类型油垫复合支承重型静压转台，该重型静压转台包括转台台面、锥面扇形油垫、转台台座、圆形油垫四部分组成，锥面扇形油垫、圆形油垫设置在转台台座上，转台台面由锥面扇形油垫和圆形油垫共同支撑；转台台面包括锥形斜面上导轨、圆形平面上导轨、工件装夹槽、转台齿圈；转台台座包括锥形斜面下导轨、圆形平面下导轨、径向轴承、圆形油垫定位孔。由于多油垫复合支承设计，转台动态特性和稳定性提高，最大转速升高，使转台具有较高的健康运行服役性能。提高转台的承载能力、动态特性、稳定性，从而提高转台的加工精度，使其具有较高的健康服役性能的静压转台。

说明书

技术领域

本发明涉及重型数控机床液体静压支承研究领域，特别是涉及一种多类型油垫复合支承的重型静压转台。

背景技术

重型机床广泛服务于能源、交通、重型机械、航空航天、舰船制造等国防重点领域，是我国装备制造业具有代表性的产品。重型静压转台是重型高档数控机床的关键功能部件，它的作用是支承工件并提供高精度和高转速的回转运动，其承载性能、动态性能及稳定性对于重型机床的加工能力及加工精度有着重要的影响。

所以，重载是重型静压转台的主要性能特点之一，最高转速也越来越成为衡量重型静压转台性能的重要指标之一。但是，随着转台承重越来越大，转速越来高，被加工零件的质量和体积越来越大、结构越来越复杂，由台面变形、偏置载荷等因素引起的转台振动也会增强，转台的加工精度也会降低，油垫油膜在转台的运行过程中出现损伤的概率也会增加。

发明内容

本发明的目的在于，设计一种减小加载时转台台面变形和偏载时倾覆力矩对转台台面的影响，提高转台的承载能力、动态特性、稳定性，从而提高转台的加工精度，使其具有较高的健康服役性能的静压转台。

本发明是采用以下技术的技术方案为多类型油垫复合支承的重型静压转台，该重型静压转台包括转台台面1、锥面扇形油垫2、转台台座3、圆形油垫4四部分组成，锥面扇形油垫2、圆形油垫4设置在转台台座3上，转台台面1由锥面扇形油垫2和圆形油垫4共同支撑；转台台面1包括锥形斜面上导轨5、圆形平面上导轨6、工件装夹槽7、转台齿圈8；转台台座3包括锥形斜面下导轨9、圆形平面下导轨10、径向轴承11、圆形油垫定位孔12。该重型静压转台有两种形式的导轨，圆形平面上导轨6和圆形平面下导轨10组成圆形平面导轨，锥形斜面上导轨5和锥形斜面下导轨9组成锥形斜面导轨，圆形平面下导轨10上安装有圆形油垫4，锥形斜面下导轨9上安装有锥面扇形油垫2，转台台面1由圆形油垫4、锥面扇形油垫2两种油垫同时支承。

装配时，转台台座3上的圆形平面下导轨10表面与圆形油垫4的下表面相连接，转台台面1上的圆形平面上导轨6表面与圆形油垫4的上表面共面，与此同时，转台台座3上的锥形斜面下导轨9表面与锥面扇形油垫2的下表面相连接，转台台面1的锥形斜面上导轨5与锥面扇形油垫2的上表面重合。

转台齿圈8装配在转台台面1的侧部，转台齿圈8为转台台面1的驱动系统，以此来驱动转台台面1的运转。径向轴承11将转台台面1和转台台座3连接在一起，并保证转台台座3上面的油垫与导轨的相配合，使重型静压转台能够运转。

这种新型转台在支承形式上不同于传统转台，转台轴向方向受力将更加均布，同时径向方向也会预推力，转台的运转将会更加平稳，加工精度也会提高。

采用以上设计方案，其优点是：

(1)将转台等效为横梁后，由之前的受两个力变为受四个力，使转台的承载力增大，提高了抵抗倾覆力矩的能力。

(2)转台在径向方向受一对大小相等、方向相反的力，设计减小了转台台面的变形量，提高了其加工精度。

(3)由于多油垫复合支承设计，转台动态特性和稳定性提高，最大转速升高，使转台具有较高的健康运行服役性能。

附图说明

图1.转台台面受力分析图；

图1中：W1为锥面扇形油垫的承载力，W2为圆形油垫承载力，F1和F2分别为W1在转台轴向方向和径向方向的分力。

图2.油垫承载力分析图；

图3.锥面扇形油垫与导轨径向装配图；

图3中：锥形斜面导轨的导轨面与转台径向平面夹角为β，锥面扇形油垫与转台径向平面夹角为β。

图4.锥面扇形油垫与导轨轴向装配图；

图4中：锥面扇形油垫任一条圆弧对应的夹角为α。

图5.静压转台整体装配图-俯视图；

图6静压转台整体装配图-主视图；

图7.图9中油垫与转台配合局部放大图；

图8.转台台面主视图。

图9.转台台面俯视图；

图10.转台台座主视剖视图；

图11.图12中转台台座导轨局部放大图；

图12.转台台座俯视图；

图中：1为转台台面、2为锥面扇形油垫、3为转台台座、4为圆形油垫。5为锥形斜面上导轨、6为圆形平面上导轨、7为工件装夹槽、8为转台齿圈、9为锥形斜面下导轨、10为圆形平面下导轨、11为径向轴承、12为圆形油垫定位孔。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细描述。

如图1-图12所示为多类型油垫复合支承重型静压转台，圆形油垫4均布在圆形平面下导轨10表面上，圆形油垫4的安装位置靠近圆形平面下导轨10表面的中线位置，圆形油垫4的上表面与圆形平面上导轨6表面完全贴合。

锥面扇形油垫2均匀布置在锥形斜面下导轨9表面上，锥面扇形油垫2的下表面完全贴合在锥形斜面下导轨9表面上，锥面扇形油垫2的安装位置在锥形斜面下导轨9表面的中间位置，锥面扇形油垫2的上表面贴合在锥形斜面上导轨5的导轨面上。

当重型静压转台装配完成、空载、无供油时，锥面扇形油垫2和圆形油垫4 的上表面分别同时与锥形斜面上导轨5表面和圆形平面上导轨6表面共面。由于转台由两条导轨上的两种油垫共同支承，如果将转台面沿径向方向等效为一支横梁，其分别受W1＝W1、W2＝W2四个力，如果将W1分解为沿轴向方面的分力F1和沿径向方向的分力F2，这时转台台面在轴向方向受4个力，在径向方向受两个力。由于轴向方向受四个力，其结果：一是可以提高转台的承载能力，二是可以减小偏载时倾覆力矩的影响，三是减小转台台面的变形量。径向方向由之前的不受力变为受两个力，一是提供径向预推力来减小台面载重时的变形量，二提高转台运行时的稳定性。