靜壓系統的裝配及調整

劉志坤，薛佟

（沈陽機床股份有限公司，遼寧 沈陽 1 1 0 1 4 2）

靜壓系統的裝配及調整

劉志坤1，薛佟2

（沈陽機床股份有限公司，遼寧 沈陽 1 1 0 1 4 2）

在靜壓系統中靜壓支承與運動副之間被油膜完全隔離，極大地削弱了零部件表面加工誤差所對系統的影響，彌補了大型機床加工表面質量的局限性，因此在大型機床上得到了廣泛的應用。本文通過分析影響靜壓結構的因素，提出適合的裝配調整方法，同樣適用于相似結構的靜壓系統的裝配及調整。

靜壓系統；裝配；調整

1 靜壓系統的裝配原則

在影響靜壓系統的諸多因素中，以油膜厚度最為明顯。通常油膜厚度較小的偏差，都會導致靜壓系統的巨大變化，因此在靜壓系統的調整中，保證油膜厚度最為重要。在常見的開放式油腔結構中，采用調節靜壓站流量的方法來實現對油膜厚度的控制。在技術要求中，單邊油膜厚度的范圍通常會限制在0.0 5～0.1 5之間，其中最小值應考慮到平面度對油膜厚度的影響。在開放式油腔結構的裝配中，通常比較便捷的方法是采用定量泵來保證各個腔內的流量相同，并采用多個流量計監視各個靜壓腔的流量。在某些情況下會對工作臺浮起量的一致性有要求，這時可在定量泵加裝流量控制閥，并通過該閥來實現浮起量的一致性，該方法還可有效彌補加工與裝配可能存在的缺陷（圖1）。

圖1 底座靜壓腔灌膠

2 靜壓系統的調整原則

靜壓系統中以恒流量最為常見，其特點是每個靜壓腔的壓力與其所受載荷成正比?？紤]到各靜壓腔的表面質量與尺寸均會有一定的差別，以及受力也有略微差別，因此每個靜壓腔的壓力是有區別的，因此在設計時會規定一個壓力范圍，并設置一個測壓點來檢測壓力值是否在該范圍內。

通常把機械結構處于受力平衡的狀態稱為機械結構的平衡狀態。靜壓系統是通過油產生的抗力來實現機械結構的平衡狀態，靜壓腔壓力值的大小也是對靜壓系統狀態的一種反饋信號。當監控器發現某個腔壓力差過大，則表明油膜間隙過小，若壓力差過小，則說明這個腔的油膜間隙過大。

3 靜壓系統的補償原則

在靜壓裝配中，可能出現如下兩種極端的情況：

（1）靜壓系統中的油壓達到要求，靜壓間隙超出標準限值。

（2）靜壓系統的靜壓間隙滿足標準要求，油壓超出標準限值。

針對以上兩種極端狀況，通常要通過對基本理論公式的運用并結合實際情況的分析來解決。針對第一種極端情況，通?？刹捎酶鼡Q定量泵的方法解決以上問題。

當靜壓系統的壓力達到要求，但是油腔間隙超出標準限值，首先要確認與油腔配合面的表面情況包括粗糙度和平面度，如果不符合要求需要修復或更換部分或全部零部件，如果合格則需調整定量泵的規格。在條件允許的情況下可在各油路上加裝流量傳感器以及流量控制閥，來實現對各個油路進行監控的目的。若遇到第二種極端情況，需對油腔尺寸油腔接觸面進行檢查，若發現尺寸或表面質量有問題需整改，若均無問題，則需重新校核靜壓腔的尺寸。

4 測試結果及分析

（1）測試過程。當靜壓系統安裝并調試完畢后，需進行測試以確認裝配質量。步驟如下：首先在工作臺上均布的固定至少三塊千分表（如圖2所示），將指針壓在工作臺上并調整刻度盤值0位置；其次確認系統無誤后啟動靜壓站，待工作臺浮起并穩定后讀取各千分表的數值并記錄，最后關閉靜壓站，帶工作臺落下并穩定后，讀取千分表上讀數并記錄。該過程需至少五次。

圖2 裝配過程中的靜壓測試

（2）數據分析。選取三次空載與滿載實驗結果來分析調整的質量（見表1、2），從表中我們可以看出，在空載試驗中（圖3），測出的數據與理論值基本相同誤差極小。在滿載測試中數據與理論值有較大的出入，考慮受裝配尺寸以及表面質量有關系，需進一步調整，直至達到與理論偏差最小值的狀態。

圖3 空載測試

5 結語

靜壓理論是大型重工業關鍵部件的理論基礎，其應用于機床、航空、造船等各個行業，意義深遠。本文通過分析影響靜壓結構的因素，提出裝配調整的方法，最后通過空載及滿載試驗驗證了裝配調整方法的可行性。

表1 空載試驗3次測試結果 mm

表2 滿載試驗3次測試結果 mm

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