[发明专利]静压回转工作台偏载承载力计算方法

说明书

一种静压回转工作台偏载承载力计算方法，静压支承工作时受工件形状不规则、装夹位置以及切削力等影响，工件质心不在工作台中心或承受偏载。根据力的平移定理，可分解为一个轴向力和一个倾覆力偶矩。如果仅有轴向力，则工作台向油垫平移不发生偏转，此时油膜厚度为，对应的油腔压力为，在偏载力矩作用下工作台发生倾斜，进而改变各油腔压力和承载力分布情况。以十二油垫双矩形油腔为模型，给出静压回转工作台偏载承载力计算方法，得到准确的油腔压力。

技术领域

本发明涉及一种静压回转工作台偏载承载力计算方法，尤其涉及一种双矩形腔静压回转工作台偏载承载力计算方法。

背景技术

由于液体静压回转工作台具有功耗低，寿命长，运行稳定，精度高等一些列优点，已成为大型数控装备的核心部件。近年来随着科学技术的不断进步，对于机床加工精度、加工尺寸、加工速度以及承载能力等方面都提出了越来越高的要求。回转工作台在理想的工作状态下，工件的质心应当在回转工作台的中心而施加中心载荷，但在实际运行中，有时受工件的形状及装夹位置限制的影响，工件质心可能不在回转工作台的中心，并且这是不可避免的，故工作台会受到偏载而发生倾斜，工作台发生倾斜轻则会降低工件加工质量，重则会导致油膜局部厚度变薄，甚至发生干摩擦，使静压推力轴承失效。针对此难题，以十二油垫双矩形油腔静压回转工作台为研究对象，获得一种偏载承载力计算方法。

发明内容

一种静压回转工作台偏载承载力计算方法，轴承工作时由于工件形状不规则和装夹位置以及切削力等原因，使得工件质心不在工作台中心，进而使工作台承受偏载，根据力的平移定理，可分解为一个轴向力G和一个倾覆力偶矩M＝Gl_e。如果仅有轴向力G，则工作台向油垫平移不发生偏转，此时油膜厚度为h₀，对应的油腔压力为p₀，在倾覆力偶矩M的作用下使得工作台发生偏转，进而也改变了各油腔压力和承载力的分布情况。故现在对油腔压力分成两个部分来进行考虑：一、只承受轴向力时的情况，二、只承受力偶矩时的情况，然后将两种情况的油腔压力进行叠加，才可获得偏载后各油腔真实压力和油膜厚度。

基于流体动力学、润滑理论、静压技术和摩擦学理论等知识推导出了一种静压回转工作台偏载力计算方法。为静压推力轴承实现高速重载奠定了技术基础，为静压推力轴承承载能力优化提供重要参考依据。应用该方法计算的静压回转工作台承载能力更加准确，有效避免干摩擦的发生。

附图说明

图1是单油腔压力分布图。

图2是导轨受偏载示意图。

图3计算方法调用流程图。

具体实施方式

可以通过以下技术方案来实现，

轴承工作时由于工件形状不规则和装夹位置以及切削力等原因，使得工件质心不在工作台中心，进而使工作台承受偏载，根据力的平移定理，可分解为一个轴向力G和一个倾覆力偶矩M＝Gl_e。如果仅有轴向力G，则工作台向油垫平移不发生偏转，此时油膜厚度为h₀，对应的油腔压力为p₀，在倾覆力偶矩M的作用下使得工作台发生偏转，进而也改变了各油腔压力和承载力的分布情况。故现在的油腔压力应该是只承受轴向力时的油腔压力与倾覆力偶矩对油腔造成的偏载压力的叠加。

一个油垫中包括两个油腔，中心加载时只受轴向力，由于它们承载性能相同，故这里只需计算出一个油腔的承载力即可，双矩形腔的承载力为单个油腔承载力的二倍。

当工作台被顶起后，液压油从封油边流出，工作台与油垫之间实现流体润滑并形成一定间隙，因为油腔深度远远大于这个间隙，故可以认为在油腔部分的液压油各点压力相同，封油边上压力向外逐渐减小直至为零，并且规律呈直线下降，如图1所示。

当油垫的尺寸已定，则油垫的承载能力与油腔压力关系为，