液壓導(dǎo)軌研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述近些年，隨著我國機(jī)械制造行業(yè)的高速發(fā)展，我國超精密機(jī)床技術(shù)越來越先進(jìn)。因而對(duì)那些決定精密機(jī)床性能的相關(guān)器件，越發(fā)依賴。有很多因素對(duì)精密機(jī)床的精度有著巨大影響，進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)軌的性能是左右精密機(jī)床性能高低的近乎決定的因素。液壓導(dǎo)軌現(xiàn)今類型是有很多的，比如靜壓導(dǎo)軌、復(fù)合型導(dǎo)軌等。液壓導(dǎo)軌與傳統(tǒng)導(dǎo)軌相比，它的優(yōu)點(diǎn)很多。這主要體現(xiàn)在下面幾點(diǎn)：①它摩擦阻力小，啟動(dòng)非?？欤芎男?；②存在油膜，可以把誤差變小，進(jìn)而使導(dǎo)軌能進(jìn)行準(zhǔn)確的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；③它的工作時(shí)間大大延長④靜壓導(dǎo)軌滑臺(tái)有高壓油膜支撐，移動(dòng)速度被極大提高了。工作表面更為光滑，很難有大的磨損出現(xiàn)。圖1-1超精密車床液壓導(dǎo)軌的研究現(xiàn)狀液體靜壓導(dǎo)軌的發(fā)展歷史由來已久，其雛形是1878年巴黎國際博覽會(huì)上展出的浮動(dòng)支座。而美國在1938年的時(shí)候，成為首個(gè)將液壓技術(shù)成功應(yīng)用于天文望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)臺(tái)上的國家。并且在低速重載下，這種新型支承顯現(xiàn)出了良好性能。而到了科技高速發(fā)展的今天，人們?cè)桨l(fā)感受到了液壓導(dǎo)軌作為機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)支承部件的卓越性能。并且在進(jìn)一步了解和認(rèn)識(shí)液壓導(dǎo)軌的特點(diǎn)和原理下，不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍。就比如近年來，對(duì)于精密機(jī)床信息化、納米化等方向上的研究，吸引了大量高校以及相關(guān)學(xué)者來研究探索。流場流動(dòng)特性研究對(duì)液壓導(dǎo)軌力學(xué)特性的靜動(dòng)態(tài)研究，就離不開導(dǎo)軌流場的研究。因?yàn)橹С杏湍さ膲毫Ψ植际怯闪鲌龅牧鲃?dòng)狀態(tài)直接決定的。對(duì)液體靜壓導(dǎo)軌的流場研究，也受到了國內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注。相關(guān)研究中的重要參數(shù)有很多，其中的雷諾數(shù)，是最具典型的代表之一，因?yàn)樗梢灾苯芋w現(xiàn)導(dǎo)軌在運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)軌所受慣性力大小。當(dāng)雷諾數(shù)很大的時(shí)候，說明慣性力在導(dǎo)軌進(jìn)給的運(yùn)動(dòng)中，是導(dǎo)軌的主要的受力，而整個(gè)流場會(huì)展現(xiàn)出無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。相反，如果雷諾數(shù)較小，慣性力作用太小，就會(huì)出現(xiàn)層流現(xiàn)象。而其中的特殊情況，就是可能會(huì)出現(xiàn)層流和湍流，這兩種不同流動(dòng)形式，同時(shí)出現(xiàn)在導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的過程中。雖然兩者的流動(dòng)方式，以及產(chǎn)生的條件是不盡相同的，但如果出現(xiàn)雷諾數(shù)比較大的情況，兩種類型是可以進(jìn)行一定轉(zhuǎn)化的。液壓導(dǎo)軌的流場入口區(qū)域主要有3種類型：①在封油邊上；②在油腔內(nèi)部；③在流場的圓柱入口處；在封油邊上的流動(dòng)一般是屬于湍流流動(dòng)的。相較而言，由于雷諾數(shù)極小的原因，圓柱區(qū)域的入口處以及油腔的內(nèi)部，通常表現(xiàn)出來的是層流流動(dòng)。但因?yàn)殚g斷面存在于油液進(jìn)入油腔之時(shí)，所以當(dāng)入口流速很大時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)其他情況，例如會(huì)在油腔的入口處，出現(xiàn)漩渦等。事實(shí)上如果油膜足夠厚，那么油膜厚膜的流動(dòng)形態(tài)肯定會(huì)受到多種因素影響的，除了相關(guān)的特征尺度、流動(dòng)速度等影響，還會(huì)有導(dǎo)軌表面粗糙程度等其他方面影響。所以說，往往得出的雷諾數(shù)，只是一個(gè)大概的范圍值。液壓支承技術(shù)已經(jīng)在西方發(fā)達(dá)國家得到了一定程度上的應(yīng)用。目前國內(nèi)的靜壓導(dǎo)軌技術(shù)還不夠成熟，相關(guān)研究主要集中在油膜厚度的控制和導(dǎo)軌的靜動(dòng)態(tài)特性的方面上。但近年來，學(xué)者們?cè)趯?duì)液壓導(dǎo)軌的性能的研究上，也是不遺余力地進(jìn)行了大量有效研究，也得到了可觀喜人的成果。靜態(tài)特性研究孟心齋等通過大量數(shù)據(jù)比對(duì)，把新的關(guān)于導(dǎo)軌靜態(tài)性能的公式構(gòu)造出來了。并且還利用一定的數(shù)學(xué)計(jì)算模型，研究發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)軌的負(fù)載，是會(huì)對(duì)導(dǎo)軌性能有重要影響的。他們的研究成果給后來人對(duì)導(dǎo)軌支承作用的研究，提供了極大的便利，以及重要的理論依據(jù)的支持。讓我們能夠更快更準(zhǔn)確地研究出主要性能參數(shù)對(duì)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的影響。學(xué)者唐健對(duì)靜壓推力軸承進(jìn)行了研究，他對(duì)多種軸承進(jìn)行了反復(fù)比較，發(fā)現(xiàn)了帶有節(jié)流器的液壓軸承，工作效果更好，并且該種軸承它的負(fù)載變小了，相關(guān)承載能力也小了。當(dāng)然，如果想要增強(qiáng)靜壓軸承在承載方面的能力的話，可以安裝負(fù)反饋節(jié)流器。陳東菊老師通過雷諾方程，進(jìn)行了大量推導(dǎo)計(jì)算，又對(duì)靜壓導(dǎo)軌在氣膜剛度上的理論影響進(jìn)行廣泛研究，最終得到了靜壓導(dǎo)軌關(guān)于氣膜剛度的表達(dá)公式。并且通過靜態(tài)剛度的檢測，驗(yàn)證了建立的導(dǎo)軌氣膜剛度模型的可行性。張曉毅等采用有限元分析，發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)出不同的導(dǎo)軌的受力情況，這樣就會(huì)大大簡化我們對(duì)于不同導(dǎo)軌受力情況下，不同油腔入口處可能發(fā)生的相關(guān)受力的研究。把研究得到的結(jié)論，用來調(diào)整油腔流量和油腔的厚度，以此來研究能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素。動(dòng)態(tài)特性研究孟心齋等通過假設(shè)液體流量是連續(xù)不斷情況下，導(dǎo)軌的各種受力是達(dá)到平衡的，對(duì)有關(guān)的支承系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，建立了相關(guān)的傳遞函數(shù)。發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)軌在相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)周期中，如果受到外界的干擾較大，那么該導(dǎo)軌很有可能會(huì)發(fā)生大的振動(dòng)幅度，相應(yīng)的動(dòng)剛度也會(huì)比較大。大量數(shù)據(jù)研究表明，該傳遞函數(shù)是有準(zhǔn)確性、實(shí)用性的，可應(yīng)用于相關(guān)實(shí)際中。高殿榮等研究了PM節(jié)流靜壓導(dǎo)軌的動(dòng)態(tài)特性，從多個(gè)方面進(jìn)行了研究，得到了可觀結(jié)果，并將結(jié)果進(jìn)行了模型化。而孫學(xué)赟等更是進(jìn)行了大量的定性以及定量方面的數(shù)學(xué)計(jì)算分析，推導(dǎo)出了液壓導(dǎo)軌在實(shí)際生活的應(yīng)用中動(dòng)態(tài)化的方程。侯國安和劉一磊兩人都進(jìn)行了導(dǎo)軌的有限元模型構(gòu)造。后者通過將導(dǎo)軌油膜與導(dǎo)軌固體分別進(jìn)行研究分析，最后再把二者的互相作用關(guān)系進(jìn)行模擬分析，擬合了油膜與固體間的作用關(guān)系，得到了導(dǎo)軌在不同階數(shù)上的頻率和不同陣型。王茜老師把能在動(dòng)網(wǎng)格上進(jìn)行流動(dòng)固定的特殊耦合技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用，并且假設(shè)靜壓導(dǎo)軌的氣膜不是進(jìn)行常規(guī)的定常流動(dòng)，以此來研究非定常流動(dòng)下，導(dǎo)軌的相關(guān)工作狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)導(dǎo)軌工作時(shí)，如果導(dǎo)軌的進(jìn)給系統(tǒng)是處在非定常氣傳動(dòng)的作用下，那么導(dǎo)軌通常會(huì)有相關(guān)阻尼的自激振動(dòng)發(fā)生；并且導(dǎo)軌的工作時(shí)，導(dǎo)軌所受的壓力、承載力、以及氣膜剛度等都會(huì)隨著時(shí)間的變化，而產(chǎn)生變化。而關(guān)于空氣靜壓導(dǎo)軌剛度的相關(guān)研究中，一定要考慮動(dòng)剛度對(duì)導(dǎo)軌特性的影響。K.U.Leuven對(duì)靜壓軸承靜態(tài)特性進(jìn)行大量研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果導(dǎo)軌承受外力作用時(shí)，它的振動(dòng)幅度十分小的時(shí)候，那么我們完全可以不考慮流體產(chǎn)生的慣性力對(duì)于軸承的影響。并且他還對(duì)雷諾方程進(jìn)行了推導(dǎo)，又通過大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這些參數(shù)對(duì)軸承的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響?？偠灾?，目前大量研究人員已經(jīng)對(duì)靜壓支承進(jìn)行了深入研究，但是他們研究的方向又太過集中。大多數(shù)都是以能以穩(wěn)定壓力進(jìn)行供油支撐的靜壓軸承作為最主要的研究對(duì)象，雖然在相關(guān)的流場仿真研究中也做得很好。但是對(duì)于相對(duì)不太受到關(guān)注的定量閉式導(dǎo)軌的研究，卻真的是寥寥無幾，太過缺乏。所以本文將對(duì)閉式定流量液體靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行研究，通過相關(guān)分析研究，尋找到能提高導(dǎo)軌性能的設(shè)計(jì)參數(shù)范圍，為閉式定流量液體靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)[1].邱智溯.靜壓導(dǎo)軌技術(shù)[J.現(xiàn)代制造，2007(4）72-74.[2].丁振乾.我國機(jī)床液體靜壓支撐技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)況[J].精密制造與自動(dòng)化2003(3):19-21.[3].MohamedE.Eleshaky.CFDinvestigationofpressuredepressioninaerostaticcircularthrustbearings.[J]TrobologyInternational.2009(42)1108-1117.[4].X.F.Peng，G.P.PetersonandB.X.Wang.FrictionalFlowCharacteristicsofWaterFlowingThroughRectangularMicro-channels.[J].ExperimentalHeatTransfer.1994,(7):249-264.[5].J.Mala.G.M,LiD.Flowcharacteristicsofwaterinmicrotubes.[J]HeatFluidFlowl999,20142-8[6].DG.K.巴切勒.流體動(dòng)力學(xué)引論[M].北京:科學(xué)出版社，1997.[7].申峰，陳從連，劉趙淼．圓形靜壓油腔流場特性的PIV實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[J].工程力學(xué).2015,32(1).226-233[8].TOnatEkinci,JRRMayer,GuyMCloutier.Investigationofaccuracyofaerostaticguideways[J].[9].張曉毅恒流閉式靜壓導(dǎo)軌靜壓系統(tǒng)修正計(jì)算法及應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓.2011;(18):56-8.[1