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液体静压、动静压技术在我国机床的发展历史及现况

丁振乾

【期刊名称】《世界制造技术与装备市场》

【年(卷),期】2014(000)002

【总页数】4页(P73-76)

【作者】丁振乾

【作者单位】上海原创精密机床主轴有限公司

【正文语种】中文

静压支承具有高精度、高刚度、长寿命等一系列优点而得到人们的重视和广泛应用。

最早的液体静压支承的雏形是在1878年巴黎国际博览会上展出的能灵活浮动的展

品。1938年美国加利福尼亚洲的帕罗马尔山天文观测站在200英寸天文望远镜上，

首次成功地应用液体静压推力轴承。该望远镜重量为500t，转速为1转/天，但驱

动功率仅需70W。1945年法国工程师P.Gerard发明了向心静压轴承，并于

1948年成功地应用于Gendron磨床砂轮主轴上，在以后的几十年中，静压技术

迅速发展，应用范围不断扩大，几乎遍及于整个机械制造行业，包括仪器、冷轧机、

雷达天线座等民用与军工的设备上。

为制造精密磨床，国内上海机床厂于1958年首先开展该技术的研究。随后1959

年广州热带机床研究所成立，1962设立专业研究室。经过五十多年的发展目前该

技术已达世界先进水平，不但给新产品设计提供性能良好的轴承，提高了机床及设

备的精度和效率，也为旧设备的精化改造提供了技术保证。以下本文略述我国机床

静压技术的发展过程及现况。

一、原理验证阶段(1958～1960)

当时毛细管节流及小孔节流静压轴承国外虽有理论公式，但在机床上的应用实例不

多，对于轴承及节流器的具体结构参数甚至缺少资料。因此只能根据已有的资料对

静压轴承进行原理验证，以探讨在磨床上应用的可能性。

第一套静压轴承是装在一台外圆磨床砂轮架上，通过试验，初步验证了计算公式。

以后在上述试验基础上又制造了小孔节流静压轴承砂轮架，供三台磨床(M7120

及M7150型卧轴矩台平面磨床、Y7520W型万能螺纹磨床)生产试用。如:M7120

型平面磨床砂轮架轴承，以0.05～0.10mm的进给量磨削硬度为48HRC的45钢，

一次走刀，光洁度即达▽9。以0.01mm的进给量磨削HT200铸铁件时，可磨出

▽10光洁度，比原动压支承提高一大级。上述试验证明，静压轴承应用在磨床上

是完全可行的，从而为静压支承的进一步试验及应用打下了基础。

二、生产性试验阶段(1961～1968)

由于当时没有精密滤油器，在这个阶段遇到的最大困难是节流器的阻塞而引起抱轴，

使静压轴承无法正式用于商品，后来用180#细密铜丝外绕6层绒布及2层稠布制

成的滤油器勉强解决阻塞问题，节流形式方面除小孔外又引入了圆截面毛细管及滑

阀节流等。

1959年广州热带机床研究所成立，由上海机床厂调往该所的工程师在1962年组

建静压研究室，此项技术的研究与应用得到有力的推动。与此同时，国内无锡机床

厂等其他磨床厂也开始对静压轴承进行试验，此项技术得到磨床制造业普遍重视。

1965年上海机床厂在H075型轴承环磨床的头架上应用静压轴承，使被磨工件的

内外圆的不圆度达0.5μm、光洁度达▽12作为第一台商品跨出成功的一步。此时，

广州机床研究所进行小孔节流的研究，并将其用在机床改造上。1966年英国

W.B.Rowe等发明了双面薄膜节流器，由于其刚度明显高于毛细管、小孔等节流

器而得到重视，但当时理论公式未建立，只能用试凑法寻找最佳刚度，从而限制了

生产上的应用。

这个阶段对理论的研究只限于消化国外的有关资料，因此只限于节流器结构形式的

试验及磨床产品试验阶段，未能大量应用于生产。

三、重视理论研究和大量推广阶段(1969～1984)

为了解决生产中存在的参数选择而推动对静压轴承可变节流器(薄膜、滑伐节流)的

设计参数的理论研究，六十年代末原广州热带机床所推导出滑伐节流及薄膜节流的

参数选择公式，与此同时上海机床厂提出薄膜节流的参数选择的简化公式和薄膜制

造工艺，这些理论公式的建立给推广带来很大方便。

广州机床研究所在研究和推广的热潮中起到组织带头作用，帮助国内机械制造业

(包括机床、工具等)许多企业推广静压技术并在许多工程项目上应用，取得良好成

果。如:帮助武汉重型机床厂将滑阀节流静压轴承应用于重型车床，将小孔节流静

压轴承应用于广州机床厂生产的外圆磨床等机床产品中，同时还在成都量具刃具厂

和洛阳拖拉机厂大量进行技术改造，作为推广