專利名稱：高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液壓懸浮方法技術領域，特別涉及高承載機械運動液體壓強支撐懸浮 方法，主要應用于機械運動滑行結構，如機床導軌、軸承等。
背景技術：
目前機械運動系統(tǒng)中，經(jīng)常都需要利用滑行、旋轉方法來完成機械運動，一般的方 法是工作運行滑動體與支撐承載體接觸并滑動，可利用潤滑油實現(xiàn)潤滑滑動，但是這種接 觸式滑動方法中，工作運行滑動體與支撐承載體磨損嚴重，無法保障精度和使用壽命，不能 夠承受重載。例如機械運動系統(tǒng)中的導軌滑行系統(tǒng)大部分采取的方式是在導軌上開油槽、 或小尺寸面積的低壓的油道及儲油油腔，依靠極小的壓力與極小流量來在承載和滑動的兩 導軌結合表面的間隙里產生油膜，讓油膜實現(xiàn)冷卻潤滑滑動，此種結構稱之為靜壓方法。此 種靜壓方法存在以下缺陷1、其在低載低速工作運行滑動時是可行的，但在重載負荷高速運行時，因油膜的 粘稠度是有限的，在重載或高速滑行時，油膜在負荷的擠壓搓揉下其分子結構會瞬間碳化 裂變升溫，造成油的分子結構改變、發(fā)黑、稀釋化學變質，無法形成有效的油膜來實現(xiàn)承載 負荷的高速運動抗衡；2、在高速及負荷重載滑行的運動中，由于油的濃度和流量在高速滑行中會產生油 膜來不及形成等現(xiàn)象，極易造成滑動導軌的運行不平穩(wěn)和產生上下導軌面之間的相互摩擦 損傷，并在導軌的摩擦損傷中無法保障精度和使用壽命；3、摩擦損傷會產生粉塵殘渣，使油在發(fā)黑變質稠化，冷卻后極易生成油垢結團，造 成油路堵塞等現(xiàn)實缺陷。其它的機械運動系統(tǒng)也都存在上述缺陷，如何減小相對運動體之間的磨損、延長 使用壽命、提高承受重載能力是當今機械行業(yè)急需解決的問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種利用高壓液體壓力膨脹產生 液體壓強支撐懸浮實現(xiàn)重載高速運行、精度高、使用壽命長的高承載機械運動液體壓強支 撐懸浮方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，它包括有以下步驟A、根據(jù)承載重量預先計算好所需的支承液壓腔面積；B、在工作運行滑動體的運動表面形成相應面積的支承液壓腔；C、將工作運行滑動體置于支撐承載體上，使工作運行滑動體上的支承液壓腔與支 撐承載體的支撐表面接觸組合成開合式支承液壓腔；D、向支承液壓腔持續(xù)輸入高壓液體形成壓力膨脹，令工作運行滑動體與支撐承載 體分離托開形成間隙產生排泄，將工作運行滑動體支撐懸浮，向工作運行滑動體施加前進或后退的力就可以使工作運行滑動體懸浮滑動。所述工作運行滑動體上支承液壓腔與相應的運動表面的面積比例為1/4 7/8。步驟B中所述支承液壓腔以傾斜方式和/或水平方式對稱分布在工作運行滑動體 的運動表面。所述工作運行滑動體的底部設有運動軌道，運動軌道的兩側對稱設有兩個角度 面，兩個角度面上分布有面積相等的支承液壓腔。所述角度面與水平面之間的角度為45 135度。所述工作運行滑動體底部設有與水平面平行的底平面，底平面上分布有支承液壓腔。所述工作運行滑動體的運動軌道為V型結構或Λ型槽結構。所述工作運行滑動體的運動軌道為梯形結構或倒梯形結構，運動軌道的底部設有 與水平面平行的底平面，底平面上分布有支承液壓腔。步驟D中通過可調節(jié)流量的自動變量供油系統(tǒng)向支承液壓腔持續(xù)輸入高壓油，并 保持足夠的流量。本發(fā)明有益效果為本發(fā)明包括有以下步驟:Α、根據(jù)承載重量預先計算好所需的 支承液壓腔面積；B、在工作運行滑動體的運動表面形成相應面積的支承液壓腔；C、將工作 運行滑動體置于支撐承載體上，使工作運行滑動體上的支承液壓腔與支撐承載體的支撐表 面接觸組合成開合式支承液壓腔；D、向支承液壓腔持續(xù)輸入高壓液體，液體在高速流入開 合式支承液壓腔后產生液體膨脹對抗作用，將工作運行滑動體與支撐承載體膨脹托開分離 形成間隙，形成的間隙會使支承液壓腔的液體產生排泄，排泄的液體將工作運行滑動體支 撐懸浮，在供油系統(tǒng)不斷供油的條件下，支撐懸空排泄可一直保持不變，即稱之為液體壓強 支撐懸浮方法，在工作運行滑動體的工作臺面上承放的工作物重量大小不受影響，當液體 壓強支撐懸浮力達到要求后就可運行，不會發(fā)生摩擦損傷，從而使工作運行滑動體在承載 重負荷高速工作運動中能保證長久的高精度和使用壽命，并且油不會變質，高壓會自動清 理油路堵塞，本發(fā)明方法的實現(xiàn)比傳統(tǒng)靜壓運動方法更容易，且可靠性更高，充分降低了重 載方面的制作難度，提高了工作運行速度，可廣泛應用于各種類型的重載高低速、高速運行 的機床導軌、軸承等之中。
圖1是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是本發(fā)明第二實施方式的結構示意圖；圖3是本發(fā)明第三實施方式的結構示意圖；圖4是本發(fā)明第四實施方式的結構示意圖；圖5是本發(fā)明第五實施方式的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明，見圖1，高承載機械運動液體壓強支撐懸 浮方法，它包括有以下步驟1、根據(jù)承載重量預先計算好所需的支承液壓腔3面積；
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2、在工作運行滑動體1的運動表面形成相應面積的支承液壓腔3，支承液壓腔3可 以以傾斜方式和/或水平方式對稱分布在工作運行滑動體1的運動表面；3、將工作運行滑動體1置于支撐承載體2上，使工作運行滑動體1上的支承液壓 腔3與支撐承載體2的支撐表面接觸組合成開合式支承液壓腔3 ；4、通過可調節(jié)流量的自動變量供油系統(tǒng)4向支承液壓腔3持續(xù)輸入高壓油，并保 持足夠的流量，液體在高速流入開合式支承液壓腔3后產生液體膨脹對抗作用，將工作運 行滑動體1與支撐承載體2膨脹托開分離形成間隙，形成的間隙會使支承液壓腔3的液體 產生排泄，排泄的液體將工作運行滑動體1支撐懸浮，向工作運行滑動體1施加前進或后退 的力就可以使工作運行滑動體1懸浮滑動。其中，工作運行滑動體1上在與支撐承載體2結合接觸的運動表面開設多個高壓 支承液壓腔3，多個支承液壓腔3以左右對稱的方式分布在工作運行滑動體1底部，工作運 行滑動體1上每個支承液壓腔3分別與支撐承載體2接觸結合形成開合式支承液壓腔3結 構。支承液壓腔3尺寸即支撐受力面積，支承液壓腔3與相對應運動表面(即該支承液壓 腔3所在運動表面)的面積比例為1/4 7/8，如可以是1/4、2/5、3/6、5/6、7/8等，保證通 入液體時有足夠的壓力。供油系統(tǒng)4可以是變量油泵，也可為可調節(jié)大、中、小不同壓力檔 的定量供油系統(tǒng)，供油系統(tǒng)4利用油作為液體介質可以起到更好的潤滑作用，也可以是水 或其它液體作為液體介質。支承液壓腔3通過管路與供油系統(tǒng)4連通，進油口安置保壓閥， 供油系統(tǒng)4利用油泵加壓流入支承液壓腔3提供高壓油，供油系統(tǒng)4的高壓液體在支承液 壓腔3中形成壓力膨脹，致使工作運行滑動體1與支撐承載體2分離托開產生液體支撐懸 浮排泄。工作運行滑動體1底部設有運動軌道6，運動軌道6的兩側對稱設有兩個角度面 8，兩個角度面8上對稱或不對稱分布有面積相等的大面積傾斜式支承液壓腔3，并且工作 運行滑動體1底部設有與水平面平行的底平面9，底平面9上對稱開設有2個面積相等的大 面積水平式支承液壓腔3，確保工作運行滑動體1重載運行時在上下左右各向平穩(wěn)無跳動 導向，防止發(fā)生偏移，精度高。角度面8和底平面9均為工作運行滑動體1的運動表面，傾 斜角度式支承液壓腔3對應的角度面8與水平面之間的角度為45 135度，如可以是45 度、60度、110度、120度、145度等，在本實施方式中角度為110度。工作運行滑動體1的底 平面9及兩側角度面8低于支撐承載體2的上端面。本發(fā)明是將工作運行滑動體1計算好需要的最大承重值后，在運動軌道6的角度 面8和底平面9上加工好液體支承液壓腔3，放置于加工完好的支撐承載體2上，經(jīng)自動變 量供油系統(tǒng)4直接連通至各支承液壓腔3，供油系統(tǒng)4運轉后，各支承液壓腔3當即產生壓 強支撐懸浮，工作運行滑動體1的運動平穩(wěn)度高，高速運行中的可靠性高，及往復運動的精 度高。利用本發(fā)明方法的系統(tǒng)已在每天M小時的高載高速運行環(huán)境中經(jīng)歷了 5年的工作 驗證，它的可靠性極高，精度5年保持一絲不變。本發(fā)明的工作原理為支承液壓腔3通過供油系統(tǒng)4供油施壓，并保持足夠的流 量，油在高速流入開合式支承液壓腔3后產生液體膨脹對抗作用，將工作運行滑動體1與支 撐承載體2膨脹托開形成間隙，形成的間隙會使支承液壓腔3的液體產生排泄，排泄的液體 將工作運行滑動體1支撐懸浮，在供油系統(tǒng)4不斷供油的條件下，支撐懸空排泄可一直保持 不變，即稱之為液體壓強支撐懸浮方法，在工作運行滑動體1的工作臺面上承放的工作物
5重量大小不受影響，當工作運行滑動體1載荷大小變化時，它可自動改變排泄變量，以適應 被加工件重量的不同，保證有足夠的液體壓強支撐懸浮力。當工作運行滑動體1的壓強支 撐懸浮力達到要求后，壓力繼電器接通，啟動傳動系統(tǒng)，驅動工作運行滑動體1作往復運動 工作，實現(xiàn)了液體壓強支撐懸浮技術的完整方案，從而使機床工作運行滑動體1在承載重 負荷高速工作運動中能保證長久的高精度和使用壽命，并且油不會變質，防止油路堵塞，本 發(fā)明的制造生產比傳統(tǒng)靜壓系統(tǒng)更容易，且可靠性更高，充分降低了重載方面的制作難度， 提高了工作運行速度，可廣泛應用于各種類型的重載高及低速、機床導軌、軸承之中，如龍 門數(shù)控鏜銑床、落地鏜銑床、大中型平面磨床、重型外圓磨床、扎輥磨床等。作為本發(fā)明的第二實施方式，見圖2所示，與上述實施方式不同的是，工作運行滑 動體1的運動軌道6為V型軌道，V型軌道的兩側角度面8上對稱分布有支承液壓腔3，角 度面8與水平面之間的角度為135度。作為本發(fā)明的第三實施方式，見圖3所示，與上述實施方式不同的是，工作運行滑 動體1的運動軌道6為Λ型槽軌道，每個Λ型槽軌道的兩側角度面8上對稱或不對稱分布 有支承液壓腔3，角度面8與水平面之間的角度為45度。作為本發(fā)明的第四實施方式，見圖4所示，與上述實施方式不同的是，工作運行滑 動體1的運動軌道6為等腰梯形結構，梯形結構的底部設有與水平面平行的底平面9，每個 梯形結構的兩側角度面8及底平面9上對稱或不對稱分布有支承液壓腔3，角度面8與水平 面之間的角度為60度。作為本發(fā)明的第五實施方式，見圖5所示，與上述實施方式不同的是，工作運行滑 動體1的運動軌道6為等腰的倒梯形結構，倒梯形結構的底部設有與水平面平行的底平面 9，每個倒梯形結構的兩側角度面8及底平面9上對稱或不對稱分布有支承液壓腔3，角度面 8與水平面之間的角度為110度。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構造、特 征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內。
權利要求
1.高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其特征在于，它包括有以下步驟A、根據(jù)承載重量預先計算好所需的支承液壓腔面積；B、在工作運行滑動體的運動表面形成相應面積的支承液壓腔；C、將工作運行滑動體置于支撐承載體上，使工作運行滑動體上的支承液壓腔與支撐承 載體的支撐表面接觸組合成開合式支承液壓腔；D、向支承液壓腔持續(xù)輸入高壓液體形成壓力膨脹，令工作運行滑動體與支撐承載體分 離托開形成間隙產生排泄，將工作運行滑動體支撐懸浮。
2.根據(jù)權利要求1所述的高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其特征在于所述 工作運行滑動體上支承液壓腔與相應的運動表面的面積比例為1/4 7/8。
3.根據(jù)權利要求1所述的高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其特征在于步驟B 中所述支承液壓腔以傾斜方式和/或水平方式對稱分布在工作運行滑動體的運動表面。
4.根據(jù)權利要求1所述的高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其特征在于所述 工作運行滑動體的底部設有運動軌道，運動軌道的兩側對稱設有兩個角度面，兩個角度面 上分布有面積相等的支承液壓腔。
5.根據(jù)權利要求4所述的高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其特征在于所述 角度面與水平面之間的角度為45 135度。
6.根據(jù)權利要求4所述的高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其特征在于所述 工作運行滑動體底部設有與水平面平行的底平面，底平面上分布有支承液壓腔。
7.根據(jù)權利要求4所述的高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其特征在于所述 工作運行滑動體的運動軌道為V型結構或Λ型槽結構。
8.根據(jù)權利要求4所述的高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其特征在于所述 工作運行滑動體的運動軌道為梯形結構或倒梯形結構，運動軌道的底部設有與水平面平行 的底平面，底平面上分布有支承液壓腔。
9.根據(jù)權利要求1-8任意一項所述的高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其特征 在于步驟D中通過可調節(jié)流量的自動變量供油系統(tǒng)向支承液壓腔持續(xù)輸入高壓油，并保 持足夠的流量。
全文摘要
本發(fā)明涉及液壓懸浮方法技術領域，特別涉及高承載機械運動液體壓強支撐懸浮方法，其包括有以下步驟A、根據(jù)承載重量預先計算好所需的支承液壓腔面積；B、在工作運行滑動體的運動表面形成相應面積的支承液壓腔；C、將工作運行滑動體置于支撐承載體上，使支承液壓腔與支撐承載體的支撐表面接觸組合成開合式支承液壓腔；D、向支承液壓腔持續(xù)輸入高壓液體，液體在高速流入開合式支承液壓腔后產生液體膨脹對抗作用，使工作運行滑動體與支撐承載體膨脹托開分離形成間隙產生排泄，將工作運行滑動體支撐懸浮，實現(xiàn)相對運動面零摩擦零損傷，從而使工作運行滑動體在承載重負荷高速工作運動中能保證長久的高精度和使用壽命。
文檔編號F16C32/06GK102086905SQ201010604769
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權日2010年12月24日
發(fā)明者黃歐 申請人:東莞市尚正機電科技有限公司