滚子轴承滚道超精研机油石加压装置的设计

曹新建，姜德

（石家庄轴承设备股份有限公司，石家庄　050051）

　　关键词：滚动轴承；滚道；凸度；超精加工；差动油缸；油石

　　滚子轴承滚道超精研机是我公司为适应客户对有凸度滚道超精研的需要，于近年来开发出的新型机床。新机型设计采用油石大往复小振荡技术，伺服电机驱动油石座滑板进行大往复运动，油石振荡头采用静压轴承的结构实现油石的振荡。即采用改变窄油石在滚道宽度内的往复速度和油石振荡频率，来实现有凸度滚道的超精研。

　　为达到上述目的，该机床的油石加压油缸采用差动式结构。以此来满足油石加压装置运动的灵活性，保证各项功能的实现。

　　由图1可以看出：系统压力油P经过减压阀后，一路直接通油缸上腔，使上柱塞向下运动油石上抬。当二位四通电磁阀接通，另一路压力油经过二位四通电磁阀和单向节流阀通往油缸下腔。由于上、下柱塞油腔有面积差，而两腔的压力油压力相等，产生的差动力使下柱塞向上运动，通过油石架利用杠杆原理使油石加压。从而在使用较低的油压下就可以精确地控制油石的压力。

图1 差动油缸液压原理图

图2 加压油缸结构图

　　差动式油缸采用如图2所示的结构形式。图中，上柱塞的直径d₂=19.75mm；下柱塞直径d₁=30mm。通过计算得出柱塞的面积差为ΔA=4×10^-4m²。由液压计算公式得

　　F=pΔA

　　式中：F为油缸的作用力，N；p为油腔中液压油的压力，Pa；ΔA为柱塞的面积差，m²。

　　当液压油压力p=0.1MPa时，油缸的作用力F=40N，图中所示油石架杠杆的标注尺寸L₁与L₂之比等于0.5，则油石的作用力为20N。实际差动式油缸在机床试制过程中液压油的压力为0.2～0.3MPa，作用到油石上的力为40～60N。此作用力完全能满足油石在大往复过程中沿滚道超精并改善滚道凸度形状及其表面粗糙度的要求。

　　油石加压装置采用差动式油缸结构后，各厂家根据自己产品的规格参数及精度要求，在超精过程中合理地选择油石的宽度（约为滚道宽度的1/3），调整差动式油缸的供油压力（0.2～0.6MPa），进行大往复小振荡，均使轴承套圈的滚道凸度形状及各项精度提高30%以上。

来源：《轴承》2008年7期