靜壓導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的有關(guān)基礎(chǔ)理論
機(jī)械系統(tǒng)中承擔(dān)一定載荷的相對(duì)運(yùn)動(dòng)副（摩擦副）統(tǒng)成為支撐。按摩擦性質(zhì)分為滑 動(dòng)支撐和滾動(dòng)支撐兩類。其中，液體摩擦動(dòng)壓滑動(dòng)支撐和滾動(dòng)支撐早已獲得了廣泛的應(yīng) 用。同時(shí)，也出現(xiàn)了一些新型支撐導(dǎo)軌，例如：流體摩擦靜HI滑動(dòng)支撐、固體強(qiáng)力潤(rùn)滑 支撐、磁力支撐等?；瑒?dòng)支撐按摩擦方式可分為流體摩擦支撐（滑動(dòng)表面完全被流體潤(rùn)滑膜隔開(kāi)），普 通干摩擦支撐（滑動(dòng)表面沒(méi)有潤(rùn)滑劑）和普通混合流體摩擦支撐（滑動(dòng)表面不完全被潤(rùn) 滑膜隔開(kāi)）。動(dòng)壓滑動(dòng)支撐是由摩擦表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，借助液壓流體的粘性而建立起流體壓力 膜，又稱為自建壓力滑動(dòng)支撐。靜壓滑動(dòng)支撐是靠外部的液壓或氣壓流體壓力源向摩擦表面之間供給一定壓力的 流體媒介，借助流體媒介靜壓力來(lái)承載，又稱為外部供壓滑動(dòng)支撐。靜壓支撐的特點(diǎn)是：流體媒介潤(rùn)滑狀態(tài)的建立與其相對(duì)速度無(wú)關(guān)。所以靜壓支撐可 在很寬的速度范圍（包括靜止?fàn)顟B(tài)）和載荷范圍內(nèi)無(wú)磨損的持續(xù)工作。由于靜壓支撐導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)副之間完全被油膜或氣膜隔開(kāi)，就大大的忽略了導(dǎo)軌因表 面加工誤差所產(chǎn)生的不利影響，而使該支撐具有較高的運(yùn)動(dòng)精度。雖然液體或氣體的靜壓支撐都具備上述兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但因液體和氣體物理特性的不同 在實(shí)際應(yīng)用中而各有長(zhǎng)處和短處。由于氣體粘度?。ㄒ话闶褂每諝?，約為油類的幾百分 之一）和具有可壓縮性，因此在設(shè)計(jì)時(shí)不得不采取較低的供氣氣源壓力（通常為6? 7bar)，以避免氣體流量過(guò)大，所以通常情況下，氣體靜壓支撐導(dǎo)軌對(duì)于同樣尺寸的液 體靜壓支撐導(dǎo)軌相比，承載能力要小得多。但是，氣體支撐導(dǎo)軌在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦功 率小，近似無(wú)摩擦運(yùn)轉(zhuǎn)，優(yōu)于液體支撐導(dǎo)軌。此外，由于氣體的可壓縮性使氣體支撐導(dǎo) 軌更容易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)中要充分考慮這些因素。液體和氣體靜壓支撐導(dǎo)軌的基本工作原理雖然相似，但是它們的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、計(jì)算方 法和結(jié)構(gòu)形式都有不同。液體靜壓支撐導(dǎo)軌在法國(guó)早已應(yīng)用，但是，在上世紀(jì)中期，才逐漸引起人們的重視。 隨著其他技術(shù)的應(yīng)用，于1938年一個(gè)大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡水平轉(zhuǎn)臺(tái)采用了液體靜壓軸承，使在重達(dá)五百噸和每天一轉(zhuǎn)的極低速情況下，即高負(fù)載低轉(zhuǎn)速情況下，只需1/12馬力即 可驅(qū)動(dòng)，使這種新型支撐方式在低速重載下，顯示出優(yōu)異的性能。1948年，法國(guó)在磨床 工作臺(tái)往復(fù)移動(dòng)方式上應(yīng)用液體靜壓支撐導(dǎo)軌，提高了機(jī)床的精度和壽命。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程人員進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了液體靜壓方式的原理和特點(diǎn)，逐漸的 擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。不僅在高精度機(jī)床釆用靜壓軸承和導(dǎo)軌外，也在高效率機(jī)床、重載和 精密機(jī)床上也獲得了大量應(yīng)用。液體靜壓技術(shù)不僅應(yīng)用在支撐，也可應(yīng)用于傳動(dòng)和連接， 如靜壓螺旋結(jié)構(gòu)，渦輪蝸桿齒條和花鍵等結(jié)構(gòu)形式。采用靜壓和動(dòng)壓滑動(dòng)軸承聯(lián)合或混 合工作的軸承，可以充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)工程技術(shù)人員正在研究把靜壓與 滾動(dòng)軸承聯(lián)合工作的軸承，應(yīng)用于高速渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上。不但液體靜壓軸承在結(jié)構(gòu)上有優(yōu)化，應(yīng)用領(lǐng)域上逐步擴(kuò)大，而且在應(yīng)用機(jī)理和計(jì)算方式上也進(jìn)一步得到發(fā)展。此外，液 體靜壓軸承在高精密儀表儀器上也得到應(yīng)用，如硬度計(jì)、圓度儀和軸承波紋度測(cè)量?jī)x等。在靜壓支撐方式系統(tǒng)中，液體流經(jīng)的縫隙形狀一般有：圓環(huán)形縫隙；毛細(xì)管縫隙； 兩平行平板縫隙；平面圓臺(tái)縫隙和薄壁小孔，及開(kāi)式和閉式結(jié)構(gòu)等。