液體靜壓軸承分類

（1）液體靜壓軸承按回油方式分：有周向回油，無(wú)周向回油，腔內(nèi)孔式回油。

（2）液體靜壓軸承還可分成：徑向軸承、推力軸承和徑向推力軸承（如圖2所示） 。它有供油壓力恒定和供油流量恒定兩種系統(tǒng)。供油壓力恒定系統(tǒng)較為常用。

供油壓力恒定系統(tǒng)的液體靜壓軸承和軸瓦的構(gòu)造。外部供給的壓力油通過補(bǔ)償元件后從供油壓力降至油腔壓力，再通過封油面與軸頸間的間隙從油腔壓力降至環(huán)境壓力。多數(shù)軸承在軸不受外力時(shí)，軸頸與軸承孔同心,各油腔的間隙、流量、壓力均相等，這稱為設(shè)計(jì)狀態(tài)。當(dāng)軸受外力時(shí)軸頸位移，各油腔的平均間隙、流量、壓力均發(fā)生變化，這時(shí)軸承外力與各油腔油膜力的向量和相平衡。補(bǔ)償元件起自動(dòng)調(diào)節(jié)油腔壓力和補(bǔ)償流量的作用，其補(bǔ)償性能會(huì)影響軸承的承載能力、油膜剛度等。供油壓力恒定系統(tǒng)中的補(bǔ)償元件稱為節(jié)流器，常見的有毛細(xì)管節(jié)流器、小孔節(jié)流器、滑閥節(jié)流器、薄膜節(jié)流器等多種。供油流量恒定系統(tǒng)中的補(bǔ)償元件有定量泵和定量閥。補(bǔ)償元件不同，軸承載荷-位移性能也不同。由于軸的旋轉(zhuǎn)，在軸承封油面上有液體動(dòng)壓力產(chǎn)生，有利于提高軸承的承載能力。這種現(xiàn)象稱為動(dòng)壓效應(yīng)，速度越高，動(dòng)壓效應(yīng)也越顯著。

主軸的滑動(dòng)軸承，按其產(chǎn)生油膜壓強(qiáng)的方式，可分為動(dòng)壓軸承和靜壓軸承兩類。動(dòng)壓軸承是靠軸的轉(zhuǎn)動(dòng)形成油膜而具有承載能力的。承載能力與滑動(dòng)速度成正比，低速時(shí)，承載能力低。靜壓軸承油膜較厚，對(duì)軸頸和軸瓦的圓度誤差能起均化作用(圖1)故靜壓軸承還用于精度要求較高的主軸。靜壓軸承需要一套供油設(shè)備(液壓泵、電動(dòng)機(jī)、油箱)對(duì)油的潔凈度要求也較高。所以能用動(dòng)壓軸承應(yīng)盡量用動(dòng)壓軸承，只有動(dòng)壓軸承不能滿足要求(如低速，轉(zhuǎn)速變化大，高精度)時(shí)才用靜壓軸承 。

1862年，法國(guó)的L.D.吉拉爾發(fā)明液體靜壓軸承，指出摩擦系數(shù)可小至1/500。1917年，英國(guó)科學(xué)家瑞利發(fā)表求解液體靜壓推力軸承的承載能力、流量和摩擦力矩方程。1938年，美國(guó)在大型天文望遠(yuǎn)鏡上應(yīng)用液體靜壓軸承，承載總重量500噸,每晝夜轉(zhuǎn)動(dòng)一周，驅(qū)動(dòng)功率僅1/12馬力。1948年法國(guó)開始把液體靜壓軸承用于磨床上?，F(xiàn)代液體靜壓軸承已成功地用于重型、精密、高效率的機(jī)器和設(shè)備上。

隨著機(jī)器向高效、精密的方向發(fā)展，靜壓軸承技術(shù)也面臨挑戰(zhàn)。

（1）對(duì)于靜壓軸承，溫度的影響嚴(yán)重地存在。要采取降溫措施。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮由于材料熱膨脹系數(shù)的差異引起軸承間隙的變化。

（2）進(jìn)一步地完善磨床主軸結(jié)構(gòu)，采用合適的油腔數(shù)目、參數(shù)，磨削精度可以進(jìn)一步提高。

（3）為進(jìn)一步提高軸系的動(dòng)態(tài)剛性，目前機(jī)床靜壓軸承正向提高供油壓力方向發(fā)展，以適用于粗精加工的需要。

（4）在高速、重載的下工作的靜壓主軸，要綜合考慮動(dòng)壓效應(yīng)、熱效應(yīng)、擠壓膜效應(yīng)、油可壓縮性效應(yīng)，以及軸與軸承彈性變形的影響。

（5）靜壓軸承的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化設(shè)計(jì)和作為通用零件出售，是靜壓技術(shù)成熟的標(biāo)志。磨床靜壓主軸標(biāo)準(zhǔn)化，系列化設(shè)計(jì)等。這些都標(biāo)志著我國(guó)靜壓技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新階段。

（6）盡管靜壓軸承的制造已不困難，但軸承和主軸的制造工藝還有很大的改進(jìn)失地。其基本要求是如何保證和提高前、后徑向軸承的同心度和推力軸承與徑向軸承內(nèi)孔的垂直度。

（7）靜壓軸承供油系統(tǒng)中，過濾器還有進(jìn)一步改進(jìn)研制的必要。過濾器精度如能控制在5微米以下，就能確保靜壓主軸的性能和使用壽命。

（8）還應(yīng)從事應(yīng)用靜壓主軸改進(jìn)現(xiàn)有制造工藝的研究，如要獲得與一般主軸相同的制造精度，對(duì)于砂輪主軸可采用大粒度砂輪，快速修正來(lái)提高效率，也可用CBN砂輪；可以合并工序，減少磨削工序，在產(chǎn)品質(zhì)量允許的情況下，實(shí)現(xiàn)粗精一次裝夾磨出:甚至實(shí)現(xiàn)以磨代車或以磨代超等工藝。以提高效率 。2100433B

設(shè)計(jì)液體靜壓軸承時(shí)應(yīng)根據(jù)要求性能進(jìn)行優(yōu)化，如要求承載能力最大，油膜剛度最大，位移最小,功耗最少等。為增大軸承的動(dòng)壓效應(yīng)和減少流量,液體靜壓軸承的封油面宜適當(dāng)取寬些；為提高軸承的油膜剛度，軸承間隙宜適當(dāng)取小些；軸承的溫升、流量與供油壓力成正比，泵功耗與供油壓力的平方成正比，故在滿足承載能力的前提下供油壓力不宜過高。設(shè)計(jì)狀態(tài)下的油腔壓力與供油壓力之比稱為壓力比。它是影響軸承性能的重要參數(shù)，可根據(jù)對(duì)承載能力、油膜剛度和位移等不同要求選取。按設(shè)計(jì)狀態(tài)下油膜剛度最大的原則選取時(shí),壓力比為：毛細(xì)管節(jié)流器0.5，小孔節(jié)流器 0.586。潤(rùn)滑油粘度應(yīng)根據(jù)軸承的摩擦功耗和泵功耗之和為最小的原則選取。對(duì)于中等以下速度的軸承，摩擦功耗與泵功耗之比為1～3時(shí)，總功耗為最小。

液體靜壓軸承，即在軸承兩個(gè)滑動(dòng)表面之間輸入足以平衡軋制力及軋輥?zhàn)灾氐母邏河?，靠油的靜壓力使輥頸在軸承中浮起，無(wú)論何時(shí)均能實(shí)現(xiàn)液體摩擦。因?yàn)閯?dòng)壓軸承的摩擦條件只有在一定轉(zhuǎn)速條件下才能形成，啟動(dòng)之前不允許大負(fù)荷，而且其油膜厚度隨軋制速度的變化而變化，直接對(duì)軋制精度有影響。故實(shí)際生產(chǎn)中若軋機(jī)存在經(jīng)常啟動(dòng)制動(dòng)和正反轉(zhuǎn)時(shí)，就不易保持液體摩擦狀態(tài)，而液體靜壓軸承克服了以上缺點(diǎn)。