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CN107939834A - 一种抑制压力波动的超精密机床液压系统 - Google Patents

一种抑制压力波动的超精密机床液压系统 Download PDF

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CN107939834A CN201711141907.XA CN201711141907A CN107939834A CN 107939834 A CN107939834 A CN 107939834A CN 201711141907 A CN201711141907 A CN 201711141907A CN 107939834 A CN107939834 A CN 107939834A
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China
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oil
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罗松保
庞长涛
韩海涛
鲍龙祥
杜海涛
徐昌语
张立斌
申珅
金秀梅
孙永春
王莉平
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AVIC Beijing Precision Engineering Institute for Aircraft Industry
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Abstract

本发明属于压力波动控制装置，涉及一种抑制压力波动的超精密机床液压系统。其特征在于：有一个第2蓄能器(12)和缓冲管(9)，单向阀(6)的出油口还分别与第2蓄能器(12)的进出油口和缓冲管(9)的进油口连通，缓冲管(9)的出油口与机床静压轴承(10)的进油口连通，机床静压轴承(10)的出油口通过管路与油箱(11)连通。本发明提出了一种抑制压力波动的超精密机床液压系统，避免了压力波动传递到超精密机床主轴和导轨上，防止了机床静压轴承主轴和静压导轨的支撑油膜失稳，避免了主轴和导轨的运动精度的降低，保证了超精密机床的加工精度。

Description

一种抑制压力波动的超精密机床液压系统
技术领域
本发明属于压力波动控制装置，涉及一种抑制压力波动的超精密机床液压系统。
背景技术
由于液体静压轴承及液体静压导轨具有承载力大、精度高、工作稳定等的特点，因此在超精密机床设计时经常采用液体静压支承方式。在超精密加工过程中，除了由机床地基导入的外部基础震动以及机床本身运动机构产生的自身激励震动外，液压系统的油源压力脉动也会通过液压系统传递到机床上依靠静压支承原理工作的静压主轴和静压导轨上，引起静压主轴和静压导轨的运动部件产生微幅振动，影响静压主轴和静压导轨的运动精度，最终影响机床的性能和加工精度。因此，对超精密加工来说，除了机床外部基础震动以及本身激励震动外，还需要对机床的液压系统压力波动进行严格控制。目前的一种超精密机床液压系统参见图1，它包括粗油滤1、精密恒压变量泵2、溢流阀3、精油滤4、压差发讯器5、单向阀6、压力表7、第1蓄能器8、机床静压轴承10和油箱11；粗油滤1的进油口浸没在油箱12的液面以下，粗油滤1的出油口与精密恒压变量泵2的进油口连通，精密恒压变量泵2的出油口分别与精油滤4的进油口和溢流阀3的进油口连通，溢流阀3的出油口与油箱连通，精油滤4的出油口与单向阀6的进油口连通，压差发讯器5的两个感压口分别与精油滤4的进油口和出油口连通，单向阀6的出油口分别与压力表7的感压口、第1蓄能器8的进出油口及机床静压轴承10的进油口连通。其工作原理是：工作时精密恒压变量泵2从油箱11将油源泵入液压系统，溢流阀3用于限制液压系统入口压力，液压油经过精油滤4，单向阀6等进入机床静压轴承系统，蓄能器8用于抑制压力波动，液压油经过机床静压轴承10回流进油箱。其缺点是：泵源的压力脉动将造成液压系统的压力波动，压力波动会传递到超精密机床主轴和导轨上，导致机床静压主轴和静压导轨的支撑油膜失稳，造成主轴和导轨的运动精度降低，进而造成超精密机床的加工精度降低。
发明内容
本发明的目的是：提出一种抑制压力波动的超精密机床液压系统，以便避免压力波动传递到超精密机床主轴和导轨上，防止机床静压轴承主轴和静压导轨的支撑油膜失稳，避免主轴和导轨的运动精度的降低，保证超精密机床的加工精度。
本发明的技术方案是：一种抑制压力波动的超精密机床液压系统，包括粗油滤1、精密恒压变量泵2、溢流阀3、精油滤4、压差发讯器5、单向阀6、压力表7、第1蓄能器8、机床静压轴承10和油箱11；粗油滤1的进油口浸没在油箱12的液面以下，粗油滤1的出油口与精密恒压变量泵2的进油口连通，精密恒压变量泵2的出油口分别与精油滤4的进油口和溢流阀3的进油口连通，溢流阀3的出油口与油箱连通，精油滤4的出油口与单向阀6的进油口连通，压差发讯器5的两个感压口分别与精油滤4的进油口和出油口连通，单向阀6的出油口分别与压力表7的感压口及第1蓄能器8的进出油口连通；其特征在于：有一个第2蓄能器12和缓冲管9，单向阀6的出油口还分别与第2蓄能器12的进出油口和缓冲管9的进油口连通，缓冲管9的出油口与机床静压轴承10的进油口连通，机床静压轴承10的出油口通过管路与油箱11连通。
本发明的优点是：提出了一种抑制压力波动的超精密机床液压系统，避免了压力波动传递到超精密机床主轴和导轨上，防止了机床静压轴承主轴和静压导轨的支撑油膜失稳，避免了主轴和导轨的运动精度的降低，保证了超精密机床的加工精度。具体地说，本发明通过采用精密恒压变量泵、并联多级蓄能器、串联一级或多级缓冲管的组合形式，采取主动(泵源选择)和被动(蓄能器、缓冲管)双重组合措施，维持了超精密机床系统内液压油源的压力平稳，减少了液压系统油源压力脉动，提高了机床液体静压主轴和静压导轨工作稳定性，进而提高了超精密机床的总体加工精度。
附图说明
图1是目前的一种超精密机床液压系统的结构原理框图。
图2是本发明的结构原理框图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图2，一种抑制压力波动的超精密机床液压系统，包括粗油滤1、精密恒压变量泵2、溢流阀3、精油滤4、压差发讯器5、单向阀6、压力表7、第1蓄能器8、机床静压轴承10和油箱11；粗油滤1的进油口浸没在油箱12的液面以下，粗油滤1的出油口与精密恒压变量泵2的进油口连通，精密恒压变量泵2的出油口分别与精油滤4的进油口和溢流阀3的进油口连通，溢流阀3的出油口与油箱连通，精油滤4的出油口与单向阀6的进油口连通，压差发讯器5的两个感压口分别与精油滤4的进油口和出油口连通，单向阀6的出油口分别与压力表7的感压口及第1蓄能器8的进出油口连通；其特征在于：有一个第2蓄能器12和缓冲管9，单向阀6的出油口还分别与第2蓄能器12的进出油口和缓冲管9的进油口连通，缓冲管9的出油口与机床静压轴承10的进油口连通，机床静压轴承10的出油口通过管路与油箱11连通。
本发明的工作原理是：油液通过精密恒压变量泵2及相关液压元件进入第1蓄能器8和第2蓄能器12，进行两级压力缓冲和波动抑制，再通过串联在回路中的缓冲管9对残余压力脉动做进一步的抑制和消除，最终获得满足机床静压轴承10所需要油源压力波动精度。发明中的精密恒压变量泵2、第1蓄能器8、第2蓄能器12和缓冲管9需要与机床静压轴承10在设计时需要进行合理匹配。
本发明的一个实施例，所采用的粗油滤、精密恒压变量泵、溢流阀、精油滤、压差发讯器、单向阀、压力表、第1蓄能器均为成品件。图1所示技术方案的压力控制精度为14kgf/cm2±0.5kgf/cm2，通过本发明所示技术实现了14kgf/cm2±0.2kgf/cm2的压力控制精度，满足了机床静压轴承10对液压油源的精度控制要求。

Claims (1)

1.一种抑制压力波动的超精密机床液压系统，包括粗油滤(1)、精密恒压变量泵(2)、溢流阀(3)、精油滤(4)、压差发讯器(5)、单向阀(6)、压力表(7)、第1蓄能器(8)、机床静压轴承(10)和油箱(11)；粗油滤(1)的进油口浸没在油箱(12)的液面以下，粗油滤(1)的出油口与精密恒压变量泵(2)的进油口连通，精密恒压变量泵(2)的出油口分别与精油滤(4)的进油口和溢流阀(3)的进油口连通，溢流阀(3)的出油口与油箱连通，精油滤(4)的出油口与单向阀(6)的进油口连通，压差发讯器(5)的两个感压口分别与精油滤(4)的进油口和出油口连通，单向阀(6)的出油口分别与压力表(7)的感压口及第1蓄能器(8)的进出油口连通；其特征在于：有一个第2蓄能器(12)和缓冲管(9)，单向阀(6)的出油口还分别与第2蓄能器(12)的进出油口和缓冲管(9)的进油口连通，缓冲管(9)的出油口与机床静压轴承(10)的进油口连通，机床静压轴承(10)的出油口通过管路与油箱(11)连通。
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