静压系统的装配及调整

刘志坤，薛佟

（沈阳机床股份有限公司，辽宁 沈阳 1 1 0 1 4 2）

静压系统的装配及调整

刘志坤1，薛佟2

（沈阳机床股份有限公司，辽宁 沈阳 1 1 0 1 4 2）

在静压系统中静压支承与运动副之间被油膜完全隔离，极大地削弱了零部件表面加工误差所对系统的影响，弥补了大型机床加工表面质量的局限性，因此在大型机床上得到了广泛的应用。本文通过分析影响静压结构的因素，提出适合的装配调整方法，同样适用于相似结构的静压系统的装配及调整。

静压系统；装配；调整

1 静压系统的装配原则

在影响静压系统的诸多因素中，以油膜厚度最为明显。通常油膜厚度较小的偏差，都会导致静压系统的巨大变化，因此在静压系统的调整中，保证油膜厚度最为重要。在常见的开放式油腔结构中，采用调节静压站流量的方法来实现对油膜厚度的控制。在技术要求中，单边油膜厚度的范围通常会限制在0.0 5～0.1 5之间，其中最小值应考虑到平面度对油膜厚度的影响。在开放式油腔结构的装配中，通常比较便捷的方法是采用定量泵来保证各个腔内的流量相同，并采用多个流量计监视各个静压腔的流量。在某些情况下会对工作台浮起量的一致性有要求，这时可在定量泵加装流量控制阀，并通过该阀来实现浮起量的一致性，该方法还可有效弥补加工与装配可能存在的缺陷（图1）。

图1 底座静压腔灌胶

2 静压系统的调整原则

静压系统中以恒流量最为常见，其特点是每个静压腔的压力与其所受载荷成正比。考虑到各静压腔的表面质量与尺寸均会有一定的差别，以及受力也有略微差别，因此每个静压腔的压力是有区别的，因此在设计时会规定一个压力范围，并设置一个测压点来检测压力值是否在该范围内。

通常把机械结构处于受力平衡的状态称为机械结构的平衡状态。静压系统是通过油产生的抗力来实现机械结构的平衡状态，静压腔压力值的大小也是对静压系统状态的一种反馈信号。当监控器发现某个腔压力差过大，则表明油膜间隙过小，若压力差过小，则说明这个腔的油膜间隙过大。

3 静压系统的补偿原则

在静压装配中，可能出现如下两种极端的情况：

（1）静压系统中的油压达到要求，静压间隙超出标准限值。

（2）静压系统的静压间隙满足标准要求，油压超出标准限值。

针对以上两种极端状况，通常要通过对基本理论公式的运用并结合实际情况的分析来解决。针对第一种极端情况，通常可采用更换定量泵的方法解决以上问题。

当静压系统的压力达到要求，但是油腔间隙超出标准限值，首先要确认与油腔配合面的表面情况包括粗糙度和平面度，如果不符合要求需要修复或更换部分或全部零部件，如果合格则需调整定量泵的规格。在条件允许的情况下可在各油路上加装流量传感器以及流量控制阀，来实现对各个油路进行监控的目的。若遇到第二种极端情况，需对油腔尺寸油腔接触面进行检查，若发现尺寸或表面质量有问题需整改，若均无问题，则需重新校核静压腔的尺寸。

4 测试结果及分析

（1）测试过程。当静压系统安装并调试完毕后，需进行测试以确认装配质量。步骤如下：首先在工作台上均布的固定至少三块千分表（如图2所示），将指针压在工作台上并调整刻度盘值0位置；其次确认系统无误后启动静压站，待工作台浮起并稳定后读取各千分表的数值并记录，最后关闭静压站，带工作台落下并稳定后，读取千分表上读数并记录。该过程需至少五次。

图2 装配过程中的静压测试

（2）数据分析。选取三次空载与满载实验结果来分析调整的质量（见表1、2），从表中我们可以看出，在空载试验中（图3），测出的数据与理论值基本相同误差极小。在满载测试中数据与理论值有较大的出入，考虑受装配尺寸以及表面质量有关系，需进一步调整，直至达到与理论偏差最小值的状态。

图3 空载测试

5 结语

静压理论是大型重工业关键部件的理论基础，其应用于机床、航空、造船等各个行业，意义深远。本文通过分析影响静压结构的因素，提出装配调整的方法，最后通过空载及满载试验验证了装配调整方法的可行性。

表1 空载试验3次测试结果 mm

表2 满载试验3次测试结果 mm

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