两种滑动轴承的应用和比较

　　摘　要：通过对液体静压和液体动静压两种轴承的理论分析和实际应用比较，说明了液体动静压滑动轴承的优点。
　　关键词：液体静压滑动轴承；液体动静压滑动轴承；比较；应用
　　0　引言
　　现在多数数控磨床的主轴支承系统都采用了液体静压滑动轴承或液体动静压滑动轴承，下面我们通过这两种轴承的结构分析和实际使用效果来说明这两种滑动轴承的优缺点。
　　1　静压滑动轴承
　　轧辊磨床M84160B原来的主轴支承系统采用了液体静压滑动轴承，其节流形式采用自反馈式缝隙节流，静压滑动轴承结构见图1。主轴前后共有两个滑动轴承，每个轴承具有四个主油腔、四个控制腔及两圈压力油槽，每个主油腔与相距180°的控制腔借轴承体内的小孔来连通，即上方控制腔控制下方主油腔。轴承工作原理如下：主轴承受负荷偏离中心向下时，则下面间隙减小，上面间隙增大，下控制腔因与压力油槽间缝隙减小而压力减低，而上面控制腔因与压力油槽间缝隙增大而压力升高，由于控制腔与主油腔是相距180°连通，因此下主油腔压力升高，上主油腔压力减低，使主轴向上回升，直到上、下两控制腔与外加负荷平衡为止。主轴的轴向负荷由另外两个小孔节流器形成的端面静压滑动轴承支撑。这种结构的轴承!尤其是主轴的后油腔，在高速旋转当中，当负荷突然间增大时，很容易造成磨损，使轴承的承载能力下降，从而影响到主轴的使用寿命。在实际的运行当中也证明了这一点，运行一定时期以后发现主轴的后油腔压力不足，同时从后油腔发出“咝咝”的声音，检查确认，后油腔磨损造成缝隙增大，润滑油“内泄”，导致轴承的承载能力下降，影响到主轴的正常运行。 　　2　动静压滑动轴承
　　由于静压滑动轴承在高速旋转的情况下负载突然增大时易磨损，所以我们在这种磨床的改造中，及在以后引进磨床的时候，对于主轴的支撑都选择了混合动静压滑动轴承，下面介绍其中的一种采用毛细管节流的轴承形式。利用原来的主轴箱体，在主轴系外圆与原箱体间采用过盈配合，前、后法兰通过螺栓与箱体原有孔连接，其余输入、输出形式均不变，压力油通过进油管到两组毛细管节流器然后进到前、后轴承，有两块压力表和一块温度表分别显示前、后轴承的压力和轴承的油温以监视前、后轴承的工作状态．轴承剖面图见图2。主轴前、后有两个这样的滑动轴承，每个轴承与一组毛细管节流器连通，通过进油管来控制主轴油腔压力。轴承工作原理是：经过节流器压力油进入轴承上、下两油腔，这两油腔对称等面分布，此时上、下两静压腔压力相等，主轴与轴承上、下之间间隙相等，当经过节流器的压力油进入主轴轴承前油腔时，将主轴推向后动压腔（后动压腔须保证一定的油膜厚度），此时前静压腔间隙增大，后动压腔间隙减小。主轴刚刚启动时，主要靠静压润滑。当主轴在高速旋转时，润滑油经过油楔带入动压腔，动压腔压力逐渐增大，前静压腔压力随着间隙的减小而减小，主轴平衡于设计位置。 　　3　两种轴承的比较
　　从理论上讲，液体动静压滑动轴承既兼有液体静压和动压轴承的优点，又克服了两者的缺点。它利用毛细管节流使油腔产生一定的静压承载能力，克服了动压轴承启动和制动时出现的摩擦情况，避免了轴承磨损，从而提高了主轴和轴承的使用寿命及精度保持性（尤其低速工作）；轴承的油腔采用浅腔结构，主轴启动后通过动压油楔形成的动压承载力和静压腔形成的静压承载力相加，大大提高了主轴的承载能力；通过动力润滑挤压效应和多腔对置结构又极大地增加了主轴刚度；高压油膜的均化作用和良好的抗振性能保证主轴具有很高的旋转精度和运转平衡性。
　　4　动静压轴承实际使用情况
　　实际上，在我们现在使用的所有轧辊磨床上，主轴轴承都采用了动静压滑动轴承，包括我们引进的一台德国瓦得里西全自动数控轧辊磨床，而主轴的动静压滑动轴承就是瓦得里西的专利产品。这台床子的主轴轴承在实际应用中表现出了良好的工作特性，主轴连续运转12h轴承温度不超过40℃，并且主轴具有良好的启动平稳性、动态刚性和较高的回转精度，轴向和径向跳动均小于0.1μm，可靠地保证了磨削精度和磨削表面质量。
　　Z后需要说明一点，这种轴承虽然说具有良好的抗振性能，但是长期的剧烈振动肯定会影响轴承的使用寿命，这种受迫振动干扰力主要来自轴上不平衡旋转零件（砂轮、皮带轮等）所产生的周期性变化的惯性力和不均匀切削时交变的切削力，通过调整主轴动平衡装置和改进磨削环境可以把振动降到Z低，这样既保证了磨削精度和磨削表面质量，又不会影响轴承的使用寿命。