數(shù)控滾齒機工作臺閉式靜壓導軌力學性能分析及控制策略研究.pdf

1、靜壓導軌以其高精度、高剛度、低磨損、使用壽命長等技術優(yōu)勢，廣泛應用于數(shù)控機床領域。靜壓導軌是數(shù)控滾齒機回轉工作臺的關鍵部件之一，其性能的優(yōu)劣直接影響到整臺機床運行的可靠性、壽命和經(jīng)濟指標。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對數(shù)控滾齒機的高精度、高速化要求越來越高，靜壓導軌技術的重要性逐年加強。定量供油閉式靜壓導軌以其能承受力矩和較強的自適應能力，在數(shù)控回轉工作臺中得到了廣泛應用。
　　 靜壓導軌的承載能力、剛度等工作性能主要取決于導軌油膜厚度

2、?，F(xiàn)有的定量供油閉式靜壓導軌在工作過程中，油膜厚度在外載荷作用下穩(wěn)定性較差，影響了靜壓導軌的承載能力和油膜剛度。在定量供油系統(tǒng)中，如果不考慮油溫對粘度的影響，靜壓導軌的力學性能主要與導軌油腔的結構和供油流量有關。首先，本文以流體力學、潤滑理論以及靜壓支承原理為基礎，推導了閉式靜壓導軌分別承受重載和力矩時的有效承載面積、油膜厚度、流量、壓力、承載能力、油膜剛度等力學性能方程?；谝陨戏匠?，本文分別從導軌油腔的結構和供油流量兩個方面進行了深

3、入的理論研究。
　　 在導軌油腔結構方面，研究了靜壓導軌分別承受重載和力矩時，導軌油腔有效承載面積，副、主導軌油腔有效承載面積比對靜壓導軌油膜厚度、承載能力、油膜剛度的影響，并得出了合理的取值范圍，為設計人員合理設計導軌結構參數(shù)提供參考。
　　 在供油流量研究方面，由于供油流量恒定，靜壓導軌承受外載荷時，必然引起油腔壓力和油膜厚度的變化。為確保油膜厚度始終為設計油膜厚度，使油膜剛度趨于無窮大，本文提出了由控制器、伺服電機

4、、液壓泵、閉式靜壓導軌構成的適應外載荷而調節(jié)供油流量的油膜厚度控制方案，并對該方案的控制原理進行了理論計算。為了對該控制系統(tǒng)進一步深入分析，在Matlab/Simulink環(huán)境下建立了油膜厚度控制系統(tǒng)的仿真模型，設計了PID控制器，并完成了仿真。將仿真結果與無控制方式時的試驗測試結果進行對比，結果表明，在控制系統(tǒng)的作用下油膜厚度幾乎保持為設計油膜厚度，油膜穩(wěn)定性得到了大幅度提高。
　　 基于本文的研究成果，油膜厚度隨著載荷的變化