静压轴承与动压轴承

1、静压轴承与动压轴承1. 静动压轴承的匸作原理先启动供油泵，油经滤油器后经节流器进入油腔、此时在主轴颈表面产生一层 油膜,支承、润滑和冷却主轴，III于节流器的作用油液托起主轴，油经回油孔通过回 油泵回至油箱。然后启动磨头电机，主轴旋转。利用极易产生动压效应的楔形油腔 结构，主轴进入高速稳态转动后，形成强刚度的动压油膜，用以平衡在高速运行下的 工作负载。1结构形式及特点：整体套筒式结构，安装方便；高精度：山于承载油膜的均 化作用，使主轴具有很高的旋转精度：主轴径向跳动、轴向窜动W2um;或Wlum 高刚度：山于该轴系的独特油腔结构，轴承系统在工作时，主轴被一层压力油膜浮起, 主轴未经旋转时为纯静

2、圧轴承，主轴旋转时山于轴承内孔浅腔的阶梯效应使得轴承 内自然形成动压承载油膜，因而形成具有圧力场的动压滑动轴承，该结构提高了轴承 的刚度;轴向刚度可达到2050kg /lum;径向刚度可达到100kg /lum高承载能 力：山于动压效果靠自然形成,无需附加动力，使得主轴承载能力大大提高。长使用 寿命:理论为无限期使用寿命，在正常使用条件下，极少维修.2. 动压与静压SKF轴承特点及应用选例磨床主轴进口轴承除采用滚动轴承外,一般常用的是动压滑动轴承，其特点是 运动平稳，抗振性好，回转速度高。但动压滑动轴承必须在一定的运转速度下才能产 生压力油膜，实现纯液体摩擦，因此不适用于运转速度低的主轴部件，

3、例如工件头架 主轴等。另外,主轴在启动和停止时，山于速度太低,也不能建立压力油膜，因而不可 避免地要发生轴颈和轴承金属表面的直接接触，引起磨损。同时启动力矩较大,NSK轴承容易发热。主轴在运转过程中，轴心的偏移将随 外载荷和转速等工作条件不同而不同，旋转精度和稳定性有一定限制。静压轴承则 不同，山于它是靠外界液压系统供给压力油形成压力油膜的，且油膜刚度决定于轴承 本身的结构尺寸参数以及节流器的性能等，与主轴转速外载荷无关，因而可以保证轴 承在不同的丄作情况下都处于稳定的纯液体摩擦状态，轴承磨损很小,可长期保持工 作精度。此外，当采用可变节流器时,SKF轴承的油膜刚度很大，载荷变化时主轴轴心位

4、置变化很小，可保持较高的旋转精度。采用静压轴承的缺点是:需要配备一套专门的 供油系统，制造成本较高，占地面积也大，而且对润滑油的过滤要求非常严格,维护比 较复杂。近年来有很多磨床的主轴轴承采用了动压轴承或静压轴承,取得了良好的 效果。例如:M1080型、M10100型和MG1040高精度无心磨床，其主轴都采用动压 FAG轴承，而且是五片式动压轴承。MzlllOO全自动宽砂轮无心磨床,除了采用动压轴承外，还采用了静压导轨，提 高了进给的灵墩性和精度,能实现0. 0015mm的进给量。尤其是在高精度无心磨床或 大型无心磨床上常用静压轴承作为砂轮架主轴轴承。顺便提一下，国外引进的无心 磨床，其砂轮主

5、轴除了用上述两种轴承外,还有用精密的滚子轴承作为主轴轴承的， 如瑞典、法国和日本等。笫五节无心磨床常见故障与排除无心磨床在使用过程中， 会出现某些故障,必须及时排除，才能继续正常匸作。现将常见故障介绍如下：导轮倒拖，在实际生产中经常发生，主要原因往往是磨削用量超过某一数值后， 砂轮作用在工件的切削力克服了工件与托板、工件与导轮间的摩擦力，工件即反过 来带动导轮旋转，出现导轮的倒拖现象。倒拖现象出现，不仅影响工件加工质量，而 且使导轮电动机处于卸荷状态,有时其至造成事故。3. 静力润滑的滑动轴承工作原理采用静力润滑的滑动轴承称为静压轴承。静力润滑与动力润滑原理不同，静压 轴承山外部的润滑油泵提供

6、压力油来形成压力油膜，以承受载荷。虽然许多动压轴 承亦用润滑油泵供给压力油，但其性质是不同的，最明显的是供油压力不同，静压轴 承的供油压力比动压轴承高的多。静压轴承的主要特点之一，是在完全静止的状态下，也能建立起承载油膜，能保 证在启动阶段摩擦副两表面也没有直接接触，这在动压轴承是绝对不可能的。因此，启动采用静压轴承的转子时,必须先启动静压润滑系统。静压轴承在运转中，由于摩擦副有相对运动，故亦可能产生动压效应，当动压效 应达到一定份额时,轴承成为动静压混合轴承。静圧轴承的优点是：1. 启动和运转期间摩擦副均被压力油膜隔开，滑动阻力仅来自流体粘性，摩擦 因数小、工作寿命长。2. 静压轴承有“均化

7、”误差的作用，能减小制造中不精确性产生的影响，故对 制造精度的要求比动压轴承低。3. 摩擦副表面上的压力比较均匀,轴承的可幕性和寿命较高。4. 可精确地获得预期的轴承性能。5. 轴承的温度分布较均匀，热膨胀问题不如动压轴承严重。静压轴承适应的丄况范围极广，从载荷以克计的精密仪器到载荷达数千吨的重 型设备都有采用静压轴承的滑动轴承(sliding bearing),在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平 稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触, 还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻 力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相

8、配的零件称为轴瓦。为了改善轴 瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的 材料统称为滑动轴承材料。常用的滑动轴承材料有轴承合金(乂叫巴氏合金或口合 金）、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨， 聚四氟乙烯（PTFE）、改性聚屮醛（POM）、等。滑动轴承种类很多。按能承受载荷的方向可分为径向（向心）滑动轴承和推 力（轴向）滑动轴承两类。按润滑剂种类可分为油润滑轴承、脂润滑轴承、水润滑 轴承、气体轴承、固体润滑轴承、磁流体轴承和电磁轴承7类。按润滑膜厚度可 分为薄膜润滑轴承和厚膜润滑轴承两类。按轴瓦材料可分为青铜轴承、铸铁轴 承、塑料轴承

9、、宝石轴承、粉末冶金轴承、自润滑轴承和含油轴承等。按轴瓦结 构可分为圆轴承、椭圆轴承、三油叶轴承、阶梯面轴承、可倾瓦轴承和箔轴承等。滑动轴承在工作时山于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦，导致表面发热、磨损甚 而“咬死”，所以在设讣轴承时，应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦,选择合 适的润滑剂并采用合适的供应方法，改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及加注润滑油 困难的运转部位。结合上述介绍静压轴承和动压轴承都是包括在滑动轴承的范畴，都是根据其工 作原理来进行划分的！轴承分为两类:一类是滚动轴承，一类是滑动轴承。一般滚动轴承分为四个部分：内圈、外圈、