静压支承的故障分析及排除

液体静压轴承、静压导轨与静压丝杆等都属于静压支承。静压支承具有很多优点，能满足高精度，重载荷及高低速各种速度范围的液压设备，特别是高精度机床的液压支承的要求，已有较广泛的应用。

一、静压轴承

(一)概述

1.静压轴承的优缺点

静压轴承工作时，因始终浮在压力油中，故形成纯液体摩擦，具有许多优点，如：

①摩擦力小、寿命长；

②承载能力强；

③具有良好的速度适应性，低高速均可；

④具有良好的抗振性(油膜吸振),运转平稳；

⑤油膜对误差有均化作用，回转精度高；

缺点是要求配备一套专门的供油系统，对供油系统的过滤和安全保护要求严格，轴承的制造工艺也要求较高。

2.工作原理结构

静压轴承的结构如图6—70所示。

静压轴承的工作原理如图6—71所示，由供油装置提供压力为P₃(恒压)的油液，沿管路经节流器部分(图中为4个节流器),进入轴承内壁上的矩形或圆弧形油腔(图中为四个)压力降为Po,然而通过轴与轴承之间的轴瓦面(封油面)间隙为h₀,流回油池，压力降为零。

当外载F(自重也看成外载)为零时，假定四个节流器(L₁~L₄)完全一样，四个腔的封油间隙h相等，所以四个油腔的压力都等于Po,这时轴在四个相互垂直的指向轴心的相等力的作用下浮起，轴的中心位置可以认为和轴承孔的中心位置相同(图6—70)。

当轴受到外加载荷F的作用后，由于轴上受力不平衡，轴心要向下偏移一个值e,使均匀间隙变为不均匀间隙(图6-71),轴和轴承下半部的间隙从h。减少到(h。-e),回油不通畅，下油腔压力P。升高到P₃:而上半部因间隙由h。加大到(h₀+e),回油更通畅、上油腔压力将从P。降低到P₁,因为P₃>P₁,所以轴受到一个向上的推力F,当此力F"与外加载荷F相平衡时，主轴保持在某一新的位置上稳定下来。轴仍对中浮在油中，只不过轴的中心向下偏移了一个很微小的量e¹(e'<e)。

横向外加载荷时，情况完全一样。

从上述分析可知，形成静压轴承要有三个必要条件：

①每个油腔前面一定要串联一定节流器，否则，Po=Pg,即使下部间隙减小，上部间隙增大·上下腔压力不能变化，不可能产生平衡外载的压力差，而只能导致P₀=Pg的整个下降。

②轴和轴承之间必须有一个合适的封油间隙。间隙太大，油腔压力建不起来；间隙太小回油不通畅，各个油腔压力急剧升高，接近供油压力而造成串通。两种情况都不能使轴浮起来。

③一个至少有三个以上彼此对称分布的油腔，否则不能承受相互垂直的两个外负载的作用，轴也浮不起来。

3.静压轴承的分类及节流器的结构

静压轴承主要可分为径向与轴向两种(向心与推力),还有锥面、球面静压轴承。一般按节流器的不同结构形式分类者多。

①小孔节流器(图6—72)考虑到加工和抗堵塞，主要用薄壁小孔，d≥0.45mm,。在1～3mm范围内。

②毛细管节流器(图6—73)

有直通式和螺旋式两种，常取0.55mm。工厂中常用医疗上用的注射针改制；截取适当长度，再焊上。

③滑阀反馈节流器(图6—74、图6—75)

如图6—74所示，利用滑阀反馈节流器中阀芯与阀体两个圆柱面间的环状缝隙he来进行节流。轴承上相对的两个油腔分别连接在同一反馈滑阀节流器的两端。当轴上没有径向载荷时，进入各个油腔的压力油将

轴浮在轴承的中央，这时四个油腔1、2、3、4的封油缝隙相等，所以四个油腔的输出流量和压力也相等。因为滑阀反馈节流器两端油腔和静压轴承对应的两个油腔的压力相等，阀芯处在中间位置，阀芯两边的节流缝隙长度都等于。

当轴上受到径向向下载荷F时，下油腔3的封油缝隙减少，P₃增高，P₁降低，上下油腔形成压力差△P=P₃—P₁。由于油腔1和3分别与滑阀反馈节流器两端左右油腔相通，因此，右腔压力大于左腔压力、阀芯向左移动一距离x,使左边的节流缝隙长度增大为+x,液阻增大，压力P₁进一步降低，P₃进一步增高，这样就使静压轴承的油腔1和油腔3之间的压力差进一步增大，使受载荷F作用后的轴颈被稍微抬起，稳定在新的位置上。轴仍对中浮动在油中。如有水平方向负载，情况类似。

4)薄膜反馈节流器

薄膜反馈节流静压轴承的工作原理和节流器的结构分别如图6—76与图6—77所示。

薄膜反馈节流器是应用节流器中间的薄膜与体壳上下凸台形成的两个圆环缝隙he来进行节流的，反馈的压差作用在薄膜上，引起薄膜上鼓或下凹来改变圆环缝隙h的大小，来增加P₁与P₃的压力差。反馈工作情况可自行分析。

薄膜反馈节流器比滑阀反馈节流器灵敏，反馈效果好。但对膜片厚度选择要得当，目前国内采用0.9～2mm左右，平直度要求不大于0.01mm,节流缝隙h调整比较复杂(h≥0.04mm),油液需精密过滤(比滑阀式要求高)。

(二)液体静压轴承的故障及排除

1.油腔压力逐渐降低，使承载能力降低

①静压轴承在使用较长时间后，在润滑油粘度及进油压力相同的条件下，发现油腔压力下降，多是因为轴与轴承磨损，间隙增大，回油过于畅通所致。此时应采用电镀或刷镀方法重配间隙。

②节流器因污物轻微堵塞，通过节流器进入轴承油腔内的流量减少，使油腔压力降低：如当采用固定小孔节流器，如小孔直径小于0.45毫米时最易堵

塞，改用毛细管节流，可得到较大孔径，但也容易堵塞，最好采用薄膜或滑阀式反馈节流器。另外特别要注意对进入节流器油液的精密过滤，而设置的精滤器也需时常清洗。

③滤油器堵塞：对节流器前安装的精滤器和供油系统的滤油器都应经常定期清洗，对纸质滤油器，则应定期更换滤芯。

④油泵选取不当，容量太小：在选用泵流量时，要考虑到油液温升产生的泄漏因素，合理选取，但也要避免选得过大，造成溢流过多而发热。建议按计算流量的2倍左右选择油泵流量。

⑤供油的液压系统压力下降：此时应检查系统压力上不去的原因，如是否因溢流阀故障。查明原因做出处置后才能启动主轴。

⑥润滑油粘度的影响：对小孔节流静压轴承，在其它条件相同的情况下，油腔压力与润滑油的粘度有关。即润滑油粘度越小，油腔压力越低；反之油腔压力越高。而润滑油的粘度随油温的升高而降低，所以在主轴经过一段运转时间后，油温升高，油腔液压力降低一定值属正常现象，故一般在小孔节流液体静压轴承中均采用低粘度的润滑油，以减少温度对油腔压力的影响。为了适应高转速，减少发热和保证油温在20℃~50℃范围内变化，节流比β(=无载荷时油腔压力P₀/油泵供油压力PB)值宜在1.5～3范围内变化，建议采用下面三种油液中的任意一种：①3号主轴油；②50%2号主轴油+50%4号主轴油；③70%煤油+30%20

⑦薄膜反馈节流器原始间隙选得大小，小孔毛细管节流器孔太小太长，滑阀反馈节流器阀芯配合间隙太小，均可能产生油腔压力不高的故障，此时需根据原设计作必要更改。

⑧主轴线速度影响：对线速度大的静压轴承，若回油槽设计不合理，当主轴运转时，出现油腔压力下降。其原因分析如下：

为便于分析，将轴与轴承油腔展开，润滑油通过油腔左、右两侧周向封油面流出(如图6—78)。图中

a)是主轴在静止状态下，通过油腔左右两侧周向封油面流出的流量：

图中b)所示为主轴在速度V时，润滑油从左侧回油槽带入油腔与从油腔带往右侧回油槽的流量：(负值表示油流方向与Q左油流方向相反)

因此，轴承油腔通过左右两侧周向封油面流出的总流量：Q周内=Q左+Q石朗式中：△P——油腔压力与回油槽压力之差；

h。—轴承半径间隙；μ——润滑油动力粘度L——油腔长度；

.L₁——轴承周向封油长度；

V——主轴线速度。

从上述公式可知：若,则Q向=2h。3l△P/12μ₁·△P,这时从油腔流出的流量不受主轴线速度V的影响，即油腔压力不产生下降现象，如果主轴速度高(即而油槽又设计得太长，油液不充满回油槽，则主轴速度V带入油腔的流量少于带出油腔的流量(即,则Q同向>2h。3l△P/12pl₁),致使油腔压力下降。

所以，设计高速静压轴承时，回油槽尺寸的设计原则是既要使回油畅通，又要使回油槽始终充满油液(即回油槽内有一微小压力),使Q左v=Qv以克服主轴速度影响油腔压力下降。

2.油腔压力升不起来，轴不能全部浮起，造成轴拉毛和咬死。

①轴承内及供油系统中残存有机械杂质未清洗干净：如金属屑、研磨砂、氧化物等最容易残存在轴承油槽、回油腔内。当主轴运转时，污物楔入轴承内、造成拉毛和烧死。所以必须清洗又清洗，干净再干净。

②轴承内孔的毛刺在装配前未彻底清除干净。对静压轴承而言，由于油槽、回油槽较多，毛刺存在的位置也多，稍不注意便后患无穷，因此要订出合理且严格的去毛刺和清洗工艺。

③供油系统的各种滤油器过滤精度选择不当，不能彻底过滤掉机械杂质。

若油液过滤不彻底、杂质颗粒大于轴承油膜厚度(轴承半径间隙h。)或大于节流器的节流间隙(对小孔节流器是指小孔直径，对毛细管节流器是指毛细管孔径),则会将主轴拉毛、轴承内孔拉伤和造成节流器堵塞导致轴承咬死。

所以节流器前应装上粗精两种滤油器，精滤器的选择原则是油液经过滤后，其颗粒尺寸应小于轴承半径间隙和节流器的节流间隙。

目前，在轻、中负载的机械设备静压轴承中，半径间隙在0.015~0.04毫米范围内(根据轴径及使用要求而定),小孔节流器的小孔直径毛细管节流器的孔径及反馈式节流器(包括滑阀式和薄膜式)的节流间隙是根据具体条件计算出来的。按目前通常应用的情况，小孔节流器的小孔直径在0.45～0.6毫米范围内，毛细管孔径大于0.55毫米，反馈节流器的间隙在0.05～0.1毫米范围。薄膜反馈节流器间隙≥0.04mm。

对重载大间隙的静压轴承，滤油器的选用原则基本相同。

④节流器严重堵塞

节流器的堵塞有两种情况，一种是所有节流器均被堵塞，各个油腔的工作压力均大大降低、使节流比β值大大减少，从而降低了轴承的油膜刚度及承载能力。若工作载荷超过了轴承的承载能力，于是主轴产生“贴底”现象，相对运动的轴承与主轴便会因贴底的硬性接触而被拉毛，甚至咬死；另一种情况是只是部分节流器堵塞，这样主轴便会偏离轴承中心位置。堵塞越严重，偏移值越大，致使主轴与轴承拉伤或卡死，使相对运动的主轴与轴承烧坏而不能工作。

造成节流器堵塞的原因有装配前残存的杂质未经仔细清洗掉，滤油器过滤精度差以及润滑油中的水分氧化物造成节流器的生锈等，可根据情况，分别处理。对于油液生锈的情形，可在油中加入0.3~0.6%的“2、6—二叔丁基对甲酚抗氧化添加剂和0.02～0.2%的十二烯基丁二酸防锈添加剂(详见第8章液压油的表8—10),以抗氧化与防锈。

⑤供油系统中不合理地取消了蓄能器、压力继电器等保险安全装置，或者压力继电器动作失灵。

在突然停电时，主轴电机与供油系统油泵电机同时停止转动，油泵失去供油作用，但主轴会因惯性继续回转，若供油系统取消了蓄能器，便不能保证断电后仍能供油，轴承会出现硬性摩擦转动而拉毛或磨损，对于高速惯性大的情形，很可能造成烧死。所以供油系统的蓄能器非但不能取消，而且容量要足够。

压力继电器的作用是保证先启动油泵，使静压轴承油腔建立一定压力启才启动主轴；另一作用是如果因油泵突然出现故障而停止压力油供给，或滤油器堵塞后没有及时更换清洗，致使供油压力下降，利用降压使压力继电器发讯，关闭主轴电机。这都是为防止油腔压力未达到预定值，主轴尚未“浮起”时就启动主轴电机而导致主轴轴承磨损烧坏而设置的，因此不能取消。不能不设。而且对重型机械设备，压力继电器接在轴承油腔内直接通路上(节流器出口)为最好，对于主轴转速高，主轴惯性大的液体静压轴承供油系统应该如图6—79所示，节流器前的滤油器10是防止管路中的杂质进入节流器及轴承内。

⑥反馈节流的液体静压轴承电路上未装时间继电器。

从启动油泵电机到油液通过反馈节流器进入轴承各油腔，到主轴“浮起”需要一段平衡稳定的时间。如果电路上未装时间继电器，主轴尚未“浮起”(即主轴因重力下沉)就启动主轴电机，必然造成主轴拉毛甚至烧坏。如果装有时间继电器，调节的时间要能确保主轴“浮起”。

⑦主轴设计不合理；主轴挠度太大。主轴挠度决定于外负载的大小、主轴直径大小、载荷受力点的位置、两轴承的跨距及悬伸长度等。当主轴挠度大于静压轴承半径间隙h。,则主轴与轴承产生硬性接触将轴承或主轴拉毛，严重时烧坏。一般挠度应小于中否则应重新设计或采取其它措施(如增大主轴直径、减少跨距及采用多点支承等)。

⑧在转速高，采用皮带传动的静压轴承(如内圆磨头),由于卸荷装置设计不合理，也会造成主轴轴承拉毛和咬死。

产生原因是卸荷轴承内孔与主轴前后静压轴承内孔的同轴度误差太大，如图6—80a)所示存在偏心e.在主轴转动时，迫使静压轴承受周期性的偏心力，造成轴承油腔压力周期性地变化，若不同心度值e超过某

一极限时，一边间隙增大，另一边间隙减少，甚至为零，则静压轴承和主轴会产生拉毛，咬死。所以应严格保证卸荷轴承和主轴静压轴承的同心度。

另外，主轴转速高，主轴直径较小的三支点静压轴承，若皮带拉紧力太大，使主轴轴颈处的挠度变形与轴承受载后的最大位移量之和大于静压轴承半径间隙，会造成拉毛、咬死。为了防止皮带预加力的增大造成主轴变形大，可采用铰链式自动调整皮带松紧的恒拉力的装置，始终以电机自重作皮带预紧力〔(图6-80b)〕。也可采用不等油腔结构，大油腔正对皮带拉力方向来平衡皮带预加力。

3.油腔有压力，但主轴转不动或转动阻力太大、转动力不均匀

①部分节流器堵塞，使对称的静压油腔压力相差较大，造成转动不均匀或转不动。此时应排除堵塞现象。

②前后两静压轴承或主轴各台阶同轴度差，轴颈和轴瓦的形状误差超差，表面粗糙度过高要通过修复或重新加工，解决同轴度的问题。

③进入节流器前的油液未经精密过滤，脏物进入主轴和轴承间隙，造成卡死转不动。

④前后密封盖碰卡主轴，可拆开重装。

⑤设计时径向(或轴向》间隙选得太小，可参考同类轴承，重新选择合适间隙。

4.转动轻松，油腔压力也有，但加工的表面粗糙度(光洁度)高(差),产生振动

①节流比未调得恰当，主轴刚性差。理论上当节流比β=1.71时，轴承刚度有最大值，所以一般取β=2(1.5-2.3)左右。

②油腔压力波动大。对薄膜节流器，当薄膜太薄及平直度不好，薄膜和从节流器到轴承之间的导管产生共振。

为减少进入静压轴承腔内的压力波动，回路中拟装减压阀稳压；薄膜应选取稍厚一点和平直度好的；对于导管共振，可采取适当降低供油压力，用夹板夹持导管，适当加大节流间隙，减少节流比，缩短导管长度以及改变节流的进油方式(即由原来的中心进油，环腔排油改为环腔进油中心排油),进油中心孔适当加大等措施。

③油腔工作压力选用过低，刚度与承载能力显得不够，而且反馈迟钝，导致主轴刚性差，此时可适当提高油腔工作压力。

④静压轴承间隙选得太大或因长期使用后磨损造成间隙太大，须进行修复。

③对磨床采用静压轴承者，除了静压轴承方面的原因之外，还有其它原因：如砂轮动平衡不好，砂轮装配不好，砂轮与接杆固定不牢固，砂轮接触工件时打滑，内圆磨头砂轮接杆过长和刚性差而产生振动，可根据情况于以排除。

⑥传动链的振动：转角误差，传动误差大以及传动皮带质量不好，造成振动，主要要解决好传动误差大的问题。

5.噪声和压力脉动大，油腔压力不稳定

静压轴承由于有一层压力油膜，有吸振作用，具有振动小，噪声小的特点。但下述原因也会出现噪声较大、振动大、油腔压力脉动大的故障，

①主轴圆度不好引起油腔压力变化，产生压力脉动和噪声，应修复主轴和轴承的几何精度。

②上述4.中所述。

6.静压轴承发热

静压轴承优点之一是摩擦系数小，温升低(因为纯流体摩擦),但下述原因导致轴承发热。

①油液粘度过大；

②轴承间隙h。太少；

③主轴转速过高；

④同上述(二)2.中的原因；

⑤油腔的结构形式也影响温升发热。目前采用的油腔结构形式有两种(图6—81),油槽式的主轴与轴承油腔的可接触面积大于方块式的。所以，轴承的温升前者大，在高速情况下，采用方块式油腔较为合理，在低速重载下采用油槽式油腔较为合适，反之则可能发热温升。

⑥供油系统的发热，除了油泵流量和压力要选得与静压轴承所需流量和压力相匹配(不能太大与太小)外，还可考虑是否采用恒温控制装置，以严格控制温升。

7.主轴刚度差，静压轴承的定心效果差

①参数选择不合理，可参阅有关专著(如《液体静压技术原理及应用》广州机床研究所编)进行合理选择。

②轴承外圆与壳体过盈量选择不当，甚至有间隙，此时若采用的是轴承外圆开有进油环形槽的静压轴承，会导致轴承外圆进油环形槽的压力油互通而降压，从而降低油膜刚度。

③轴承铸造缺陷：如存在严重砂眼、气孔及疏松等铸造缺陷，造成油腔压力油互逋而降低油膜刚度。应更换合格铸件，重新进行加工。

④对止推静压轴承，止推面与径向轴承的轴心线不垂直，使止推轴承间隙不均匀，压力油从间隙大的地方泄漏，导致刚度不够；止推轴承的间隙选得过大，也会降低其刚度；另外主轴、止推环及锁紧螺母等零件的弹性变形大也导致刚度差。针对各种情况分别采取相应措施。

⑤前后两支承内孔同心度不好，使轴承的原始间隙改变，流量改变，而影响某些参数，降低了油膜刚度。因而在设计加工上要保证轴承有良好的同心度。

⑥定心效果差：当静压轴承前的某节流器堵塞时，使得该静压油腔无压力油流入，而对称的相对腔有压力，这样便使回转轴产生偏移，出现定心效果差的故障，可采用图6—82所示的方法解决这一故障。

在节流器前各装设一二位二通电磁阀，在节流器后装设压力继电器，当某一节流器意外堵塞时，则某一 静压腔的油腔压力下降，压力继电器失压发讯，电磁阀通电，关闭相对称的两个油腔，所以轴的旋转中心不 会改变而保证了定心精度。如和显示灯连起来，可知道哪一节流器需要清洗。

(三)静压轴承的使用维修

] . 使  用

① 附有说明书之设备，必须熟悉说明书之 后，方可使用设备

② 主轴启动前，先应启动静压轴承的液压 系统，然后用手转动主轴，转动较灵活后才可启 动主轴回转；

③ 停机时，先停主轴，再停油泵电机；

④ 对供油系统中的各滤油器应经常或定 期进行清洗和定期更换滤芯(低质),定期分析 油液防止污染和换油。

⑤ 油液在使用过程中会有消耗，应注意油 箱油位的高低，一般使用静压轴承的回油很难 全部返回油箱(例如某些进口加工中心机床)。

⑥ 静压轴承在使用一段时间后，主轴表面 及轴承表面有轻微拉毛现象，只要节流比正常 仍可继续使用，拉毛严重时当然需要修理，静压 轴承修理时一般都认为绝对不能刮研。

2. 修 理

使用一段时间后，由于各种故障及污物的进入，使主轴轴颈及轴承内孔有拉毛现象，特别是轴向止推节 流边(接触端面),由于使用不当会造成严重划伤。可采用下述方法进行修理：

① 当主轴轴颈、轴承孔及止推面有轻微拉毛现象时，可用金相砂纸轻轻打磨便可。

② 当主轴轴颈，轴承孔及止推面严重拉伤时，可卸下主轴(轴承不卸下),用图6—83所示的双头研磨 棒研磨两轴承内孔，可得到0.003毫米以下的几何精度及 Ra0.2μm 以下的表面粗糙度。止推面可先上磨床 加工止推面，再用图6—84所示的研磨棒研磨止推面。

主轴轴颈可先经磨削、电镀，再精磨到几何精度在0.002毫米以下，表面粗糙度不高于Ra0.2μm, 并 且保证与轴承孔配合间隙(0.03～0.04)。

修复后的装配要经严格清洗和去毛刺。

节流器的修理可参阅阀类元件的修理方法和修理要求进行。

二、静压导轨

(一)简介

在导轨的油腔中通入具有  一定压力的润滑油后，就能使 动导轨(如工作台)微微抬起， 在导轨面间充满润滑油所形成  的油膜，使导轨处于纯液体摩  擦状态，这种导轨就是静压导 轨。这样，避免了导轨金属之间  的硬性接触，不仅导轨磨损小、

寿命长，而且工作精度高，抗振性好，低速时不爬行等，被称之为导轨的一项重大革新。

静压导轨按导轨的结构型式分，有开式静压导轨和闭式静压导轨；按供油情况分，有定压式和定量式静

压导轨。目前应用较多的是定 压式静压导轨。定压式静压导 轨常用的节流器有毛组管固定 或可调节流器和薄膜反馈可变 节流器。

静压导轨的系统组成和工 作原理与静压轴承(§6—7)相 同。图6—85为定压开式静压 导轨，图6—86为定压闭式静 压导轨，图6—87是定量式静 压导轨。可以看出，闭式静压导 轨上下每一对油腔都相当于静

压轴承的一对油腔，只是压板油腔要窄一些。开式静压导轨则只有一面有油腔。图6-87b) 为一油腔的结 构图，根据导轨的长度设置若干个这种油腔。

静压导轨的节流器与静压轴承相似，但多用薄膜反馈节流器和螺旋槽式毛细管节流器(图6-88)

(二)静压导轨的故障与排除

静压导轨与静压轴承没有本身区别，它的故障和排除方法可参考静压轴承有关内容。另外它还有下述两 种故障现象：

①导轨的刚度不够，当承受变负载时，可动导轨面出现上下波动的现象。

产生这一故障的主要原因是因负载变化导致节流器的节流比变化所致，为此应采用能保持节流器的节 流比为常数的静压导轨和能控制油膜厚度为常量的静压导轨。

图6—89为保持节流比为常数的静压导轨，不同之处就是在节流器前增加一压力反馈的滑阀装置。油泵 2输出的油压力P₃ (由溢流阀3调节)经滑阀5的窄缝8降为Ps, 再经节流器降为P 而进入静压导轨油腔，阀 芯保持平衡的条件是Pg·Fs=PF₁,    当外载荷P+G     增加时，油腔中的压力P 增加，打破了阀芯5的平衡状

态使之右移，节流缝隙δ随之增大，从而使Ps 增高，又达到新的平衡。反之亦同。(节流比),可始 终保持为常数 ,因为β不变，而h=C;√ β-1(C;   为节流参数),所以载荷在额定范围内不论怎样变化。h均保持为常量，从理论上讲油膜刚度趋于无穷大。

② 导轨爬行。

本来静压导轨的低速运动平稳性好，难以爬行，但笔者曾碰到H057型大型磨床(上海机床厂产)出现 爬行现象，产生原因是：

① 该机床采用图6—88所示的螺旋槽式毛细管节流器，爬行是因污物塞死填满螺旋形节流槽所致。经 仔细清洗，保证润滑油通畅，爬行消除。

② 该机床采用图6-89所示的带压力反馈的滑阀节流器，当其总节流器(P₅   与P 之间)堵塞或三角 槽开得不够长(或调节时处于关闭)时，无润滑油进入导轨，可有意识地用三角锉加长三角槽，使有足够流 量进入导轨，爬行现象消除。

(三)静压导轨供油系统的调整和使用注意事项

① 进入导轨的油液要先经间隙很小或通道很小的节流器，油液要先经精密过滤，同时保证油池和回油 的清洁，以免堵塞滤油器。

② 为防止切屑和其它杂质落入导轨面和油液内，导轨应有可靠的防护装置。

③ 油液回收要妥善处理：对开式静压导轨，一般床身上开设回油槽直接回油池，但若油液过多，排出 导轨外，应重新调整进油量；对于立式闭式静压导轨，若回油来不及而产生溢流时，应采取用油泵抽取回油 的方法解决。

④ 静压导轨如结合面的精度太差，油腔便不能建立足够的压力，不能使上支承导轨浮起，此时应重新 修刮导轨。要求是：重型机床或设备每25×25毫米²上有12～16点；中小型机床，要有16点以上。同时 应保证导轨的平直度、扭曲度和平行度等要求。

⑤ 静压导轨装配完工后，要进行油膜厚度的调试。在调试时，可利用千分表测量上支承的浮起量(测 量四个角或更多的点),如果不均匀(浮起高度不一致),可适当改变节流器的间隙或薄膜的厚度，予以调整。

三 、静压丝杠——螺母(静压丝杠)

(一)简介

静压丝杠螺母也是静压支承的另一种形式，构成一种精密传动副，具有摩擦系数小，寿命长，传动精度 高，承载能力强，抗振性好，传动效率高等优点。

其工作原理与静压轴承也是一样的。如图6—90所示，在螺纹配合侧面保持间隙h,  在螺母的两侧面开 有相对油腔，压力油Ps  经节流器进入油腔，压力降为P 。在无外载荷作用时，两侧面的间隙相等(均为h₀)。 通过每一个油腔沿间隙流出的流量相等，因此左右两侧各油腔(开有三个，每隔120°开一个油腔)的压力也 相等(P₀),  如同静压轴承一样，丝杠浮在螺母中间，在螺母两侧均形成一层承载能力很高的油膜，丝杠在纯液 体摩擦下传动。

当丝杠受到一轴向力F 后，丝杠偏向一侧受压一侧间隙减少(h。减至h₁),  回油不畅而压力“憋高”,油腔

中压力升高到P₁;  另一侧相反，油腔压力降为P₂,  两侧形成压力差△P=P₁-P₂,  作用在丝杠一侧的有效承

压面积A 上，抵抗外负载，自动对中，使静压丝杠仍保持在纯液体摩擦下工作。

(二)静压丝杠的故障及排除

由上述静压丝杠的工作原理可知，它的工作原理与静压轴承和静压导轨没有两样，所以有关故障及排除 方法可参照执行，现补充下述几点：

① 轴向油膜刚度差。产生原因主要是螺纹两侧的油腔压力互通造成的，而造成互通的原因主要是牙顶 与牙底处径向回油槽加工太浅，或因污物塞住所致。可将丝杠牙底磨深，使回油畅通便可解决。

② 轴向油膜刚度特别高，造成油腔压力不断上升的怪现象。产生原因是润滑油不干净，脏物堵塞了静 压丝杠螺母副的回油间隙，此时可先拆开清洗，并加强供油系统的过滤措施，提高过滤精度。

③ 对于承载能力不够的情形，特别是对于重载，受径向载荷和颠覆力矩较大的静压丝杠螺母副，应适 当改变结构形式，增大径向承载面积和选用合适的反馈节流形式。

为了提高承载能力，国外采用了一种的具有较高的轴向刚性和径向刚性都较好的一种新结构静压丝杠。

它的加工和装配工艺性也较好，

1.供油槽；2.回油槽；3.供油孔；4.节流器；5.回油孔；6.丝杠

图6—91 静压丝杠螺母一种新结构

其螺距为16mm, 梯形螺纹的半角为15°,丝杠外径51mm, 底径33mm, 螺母长度48mm, 恰好跨3个 螺距，螺母由内套筒、外套筒及两个法兰盘装配而成。梯形螺纹开在内套简上，螺纹底径53mm,内径35mm,  图691为内套筒的详细结构。由图可知，在内套简外径上开有两条导程为16mm 的槽。其中一条是与螺 纹齿顶相同相位的槽1,作供油槽用；另一条是与螺纹齿根同相位的槽2,作回油槽用。位于槽1和槽2之 间通到螺纹面的直径Q1.4mm  的孔是供油孔3,每扣螺纹面上排列有16个供油孔。每个油孔在螺纹面形成 5.4mm×1.4mm   的椭圆形开口，相当于传统结构的油腔。如放大图所示，沿内套简外径开有一道深0.05mm  的浅槽4。当内外套筒装配为一体时，它就是节流器。回油槽2的底部是通往螺纹底径的直径Q3mm  的回 油孔5。在每扣螺纹面上钻有16个这样的回油孔，以防背压的产生。在装配为一体的内外套筒的两端安上 法兰盘，就构成了静压螺母。从原理上讲，它应属于多油腔静压丝杠螺母结构。

油液在静压丝杠螺母内的流向是这样的：压力油从法兰盘上的进油口进入内套筒的供油槽1,经节流器 4,通过供油孔3注入螺纹面，在螺纹面间形成一层0.05mm厚的压力油膜，然后到达螺纹底径，经回油孔 5,回油槽2和法兰盘的回油口流回油箱，或者通过牙顶和牙底之间的间隙从螺母两端轴向流出。

根据这种设计，在内套简外径上加工的供油孔具备油腔的功能，从而减轻了油腔加工的困难，并且可以 通过改变供油孔直径和每扣螺纹面上供油孔的个数得到所需的有效承载面积。这种丝杠螺母具有较高的轴 向刚性和径向刚性。内套筒采用黄铜，外套筒和法兰盘都是碳钢，主要加工工序是车削和钻削，丝杠精车后研磨螺纹面。