在机械零件加工厂,精密机械加工的静压轴系设计是至关重要的,其设计关键在于以下几方面:
1、压力油和压力气的净化。精密机械零件加工过程中空气静压轴系用的压力气体中不能含水、油及尘污,否则由于水的浸蚀使轴系生锈,由于油和尘污的阻塞使轴系的配合间隙发生变化,影响轴系的回转精度和稳定性,甚至卡死。所以机械零件加工厂要采用无油空气压缩机供气,用粉末冶金过滤片过滤进入轴系的空气(过滤能力达到0.005~0.0002mm),但做到不含水比较困难,一般可采用两种原理去水:一种是冷冻法,把进入的空气中的水先冷却成为水珠而泄出;另一种是吸附法用吸水能力强的介质吸收空气中的水分。精密机械加工的静压油轴系用的清洁、无杂、无尘的压力油经过滤很容易达到要求,但关键在于油的回收和轴系的漏油如何解决。
2、气室、油腔、气嘴、油嘴的安排。在轴系的径向和轴向均要合理安排,依据是轴系的承载能力和载荷的分布状态,一般采用对称安排。气室、油腔主要是调节气压和油压,结构尺寸大比小好,轴系间隙和气室深度的比为1:20。
3、气压和油压的确定。由轴系的承载能力所要求的刚性确定,与气嘴、油嘴的孔径有密切关系,机械零件加工厂最佳选择是理论→实践→经验→最后由试验确定。要求轴系受载之后回转灵活平稳、精度稳定而无振动。系统油压一般在8~20kgf/c㎡选取,气压在3~8kgf/c㎡选取。
4、轴与轴套孔之间的间隙、轴和轴套与轴向止推面间的间隙的确定。与轴系的承载能力有关,要求间隙有利于油膜或气垫的形成,有利于精密机械零件加工达到平均效应。气体静压轴系为0.01~0.03mm,液体静压轴系为0.03mm左右,太大容易产生振动。5、气嘴、油嘴孔径的确定。与轴系的载荷有关,与气压、油压紧密联系。试验时可以相互配合进行变动试验,达到轴系回转时不抖动、不滞止、不鸣叫。孔径太大要发生振动太小易滞止而回转不均匀。一般在0.1~0.5mm之间选取
6、液体静压轴系的油路要做到油路畅通、不漏油、不被污染,对回流的油要过滤及清洁化处理,一般选择黏度等级为N32左右的高级抗磨液压油(如LHG油类),如果油的黏度太大则轴系压力损失大,油泵的吸油状况恶化,容易产生空穴和汽蚀作用,使精密机械加工的轴系也产生气穴现象造成回转振动,如果黏度太小则轴系泄漏太多,刚性变差。另外,机械机械加工厂还要求液压油的黏度随温度的变化不大。