本發明屬于精密機械中的液體靜壓領域，特別是涉及一種基于雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載的方法。

背景技術：

1、液體靜壓轉臺是一種利用液體靜壓支撐的精密設備，具有承載能力大，運動精度高優點，其工作原理是通過節流器調節轉臺油腔內的液體壓力，以形成平衡外載的油膜壓力，被廣泛應用于超精密加工機床中。然而，在實際應用中，液體靜壓轉臺在承受偏載時，往往會出現浮起量不均勻的問題，特別是在承受偏載時，轉臺的浮起量會出現不均勻情況，這種不均勻性可能會影響轉臺的回轉精度和剛度，進而嚴重影響了轉臺加工的穩定性和加工工件的表面質量和精度。因此，解決液體靜壓轉臺出現偏載情況，提高加工精度并優化設備性能尤為重要。

2、目前的節流器種類有：毛細管節流器、小孔節流器、滑閥反饋式節流器，但它們在實際應用中存在很大的局限性。毛細管節流器和小孔節流器屬于固定式節流器，是使油液通過細長或微小縫隙油道，產生的摩擦阻力作為油道壓力，但是其流道細窄，容易堵塞，且無自我調節能力；滑閥反饋式節流器是依靠滑閥的移動來起到反饋作用，但是滑閥慣性較大，在調節過程中容易發生超調問題。且部分節流器的結構設計過于復雜，導致制造和調整困難，在承受較大偏載時，節流器可能因無法及時響應而導致轉臺浮起量不均勻的問題加劇。

3、為此，我們提供了一種基于雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載的方法，用以解決上述中的問題。

技術實現思路

1、本發明需要解決的技術問題是，設計出一種實現基于雙面薄膜節流器來控制液體靜壓轉臺，出現偏載導致工作臺出現浮起不均勻現象的方法。

2、為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的。

3、本發明為一種基于雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載的方法，包括轉臺底座、雙面薄膜節流器、靜壓工作臺、主軸、靜壓油腔、驅動電機、驅動蝸桿、消隙蝸桿、蝸輪壓蓋、蝸輪蝸桿支架、聯軸器、減速器；雙面薄膜節流器的結構包括：本體、節流口、節流凸臺和、上調節油腔、彈性薄膜、上下調節油腔；所述靜壓工作臺安裝于轉臺底座中心位置、通過轉臺底座底部的蝸輪壓蓋和轉臺底座的靜壓油腔接觸實現浮起，轉臺底座有六個周向均布的靜壓油腔，六個靜壓油腔通過雙面薄膜節流器節流供油實現對靜壓工作臺的支撐；油箱中由伺服電機控制油泵經過濾油器抽出液壓油到達雙面薄膜節流器進油口；經過分油口分為六路，分別進入兩兩一對的雙面薄膜節流器的上調節油腔和下調節油腔中，再由上調節油腔和下調節油腔中的節流凸臺和和彈性薄膜從節流口擠出，到達轉臺底座的六個靜壓油腔中。

4、本發明進一步設置為，節流液阻作用由節流凸臺和和彈性薄膜之間構成的節流間隙實現，當壓力油從液壓站流進雙面薄膜節流器，再由彈性薄膜兩邊的節流凸臺和中心孔擠出后，產生了壓力降，流到各自的工作油腔中，流入雙面薄膜型節流器的兩路液壓油進入上下調節腔，由中間的彈性薄膜隔開，當靜壓工作臺上的工件均勻放置沒有出現偏載，節流器中的彈性薄膜處于平直狀態，兩邊的節流間隙相等，上下調節油腔的壓力相同，轉臺底座流出的流量相同，轉臺周向浮起量相同。

5、本發明進一步設置為，當靜壓工作臺上工件出現偏載現象，此時靜壓工作臺周向各邊受力不同，靜壓工作臺向著偏載作用力的方向產生微小位移，該偏載位置的靜壓工作臺底面與轉臺底座接觸的靜壓油腔間隙減小即液阻變大，連接該油腔的雙面薄膜節流器的下調節油腔壓力增大，在靜壓工作臺偏載位置點周向°即對置位置的靜壓油腔間隙增大即液阻減小，連接該對置油腔的雙面薄膜節流器的上調節油腔壓力減小，此時節流器中彈性薄膜兩邊的調節油腔產生了壓力差，壓力差迫使彈性薄膜向上突起，使得上調節油腔節流間隙減小，即調節上油腔的節流液阻變大，促使上調節油腔的壓力更為降低，下調節油腔節流間隙增大，即調節下油腔的節流液阻變小，使得下調節油腔的壓力更為增大；這樣抵抗外載荷的壓力差進一步增大，從而使得靜壓工作臺在偏載作用下的位移減小，使得受到偏載一邊的靜壓工作臺臺面向上浮起直到達到平衡位置。

6、本發明進一步設置為，三對雙面薄膜節流器，在靜壓油腔充滿液壓油后，當工作油腔上有足夠的液體壓力來平衡外載荷的重量時，靜壓工作臺臺面被浮起，此時的六個底座上的靜壓油腔中的液壓油流經封油邊，然后流出油腔，腔外壓力為零，當浮起量大于靜壓工作臺底面徑向表面不平整度時候，即為純液體摩擦。

7、本發明進一步設置為，當靜壓工作臺臺面某一邊受到偏載時，會產生節流間隙的變化，一方面由于受偏載的靜壓油腔由于間隙變小，封油邊液阻變大，油腔壓力增大，同時在受偏載油腔對置位置的靜壓油腔由于間隙變大，封油邊液阻變小，油腔壓力減小，在節流上由于液阻損失的壓力會變小，使得通入油腔的液壓油壓力變的更大，起到控制偏載的作用。

8、本發明具有以下有益效果。

9、1、本發明利用雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載浮起量不均勻的方法，可以實現當靜壓轉臺出現偏載時，自動調整油腔壓力，始終保持臺面的水平狀態。

10、2、由轉臺底座兩兩對置油腔及雙面薄膜節流器的共同調節反饋作用，使得雙面薄膜液體靜壓轉臺比傳統的固定節流器、恒流靜壓支撐具有更高的油膜剛度和穩定性；油膜厚度、壓力都會隨著負載不同、偏載不同而產生更小的變化，精度更高。

11、3、雙面薄膜節流器是一種可調節壓力補償組件，能夠自動調節各油腔壓力以適應外載荷變化，其節流作用對薄膜的變形和節流間隙的控制穩定可靠且更為精確，并且可以減小因壓力波動而引起的振動和噪音。

12、4、雙面薄膜節流器能夠根據壓力變化需要調節流量，能夠保證靜壓轉臺與底座之間的潤滑效果，通過優化流量控制，不僅可以提高轉臺運行效率，降低能耗，而且良好的潤滑效果可以減小摩擦磨損，延長轉臺的使用壽命。

13、5、簡化了靜壓轉臺的結構，減小了靜壓轉臺內部油路跨距，無需增加外部油路，反饋和響應速度更快，適用于承受較大負載的工況，大幅提高液靜壓轉臺的剛度，減少偏載浮起量的不均勻性。

技術特征：

1.一種基于雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載的方法，其特征在于：包括轉臺底座(3)、雙面薄膜節流器(4)、靜壓工作臺(14)、主軸(15)、靜壓油腔(16)、驅動電機(22)、驅動蝸桿(18)、消隙蝸桿(17)、蝸輪壓蓋、蝸輪蝸桿支架、聯軸器、減速器(21)；

2.根據權利要求1所述的一種基于雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載的方法，其特征在于：節流液阻作用由節流凸臺(5)和(12)和彈性薄膜(9)之間構成的節流間隙(8)實現，當壓力油從液壓站流進雙面薄膜節流器(4)，再由彈性薄膜(9)兩邊的節流凸臺(5)和(12)中心孔擠出后，產生了壓力降，流到各自的工作油腔中，流入雙面薄膜型節流器的兩路液壓油進入上下調節腔，由中間的彈性薄膜(9)隔開，當靜壓工作臺(14)上的工件均勻放置沒有出現偏載，節流器中的彈性薄膜(9)處于平直狀態，兩邊的節流間隙(8)相等，上下調節油腔(11)的壓力相同，轉臺底座(3)流出的流量相同，轉臺周向浮起量相同。

3.根據權利要求1所述的一種基于雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載的方法，其特征在于：當靜壓工作臺(14)上工件出現偏載現象，此時靜壓工作臺(14)周向各邊受力不同，靜壓工作臺(14)向著偏載作用力的方向產生微小位移，該偏載位置的靜壓工作臺(14)底面與轉臺底座(3)接觸的靜壓油腔(16)間隙減小即液阻變大，連接該油腔的雙面薄膜節流器(4)的下調節油腔(11)壓力增大，在靜壓工作臺(14)偏載位置點周向180°即對置位置的靜壓油腔(16)間隙增大即液阻減小，連接該對置油腔的雙面薄膜節流器(4)的上調節油腔(6)壓力減小，此時節流器中彈性薄膜(9)兩邊的調節油腔產生了壓力差，壓力差迫使彈性薄膜(9)向上突起，使得上調節油腔(6)節流間隙(8)減小，即調節上油腔的節流液阻變大，促使上調節油腔(6)的壓力更為降低，下調節油腔(11)節流間隙(8)增大，即調節下油腔的節流液阻變小，使得下調節油腔(11)的壓力更為增大；這樣抵抗外載荷的壓力差進一步增大，從而使得靜壓工作臺(14)在偏載作用下的位移減小，使得受到偏載一邊的靜壓工作臺(14)臺面向上浮起直到達到平衡位置。

4.根據權利要求1所述的一種基于雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載的方法，其特征在于：三對雙面薄膜節流器(4)，在靜壓油腔(16)充滿液壓油后，當工作油腔上有足夠的液體壓力來平衡外載荷的重量時，靜壓工作臺(14)臺面被浮起，此時的六個底座上的靜壓油腔(16)中的液壓油流經封油邊，然后流出油腔，腔外壓力為零，當浮起量大于靜壓工作臺(14)底面徑向表面不平整度時候，即為純液體摩擦。

5.根據權利要求1所述的一種基于雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載的方法，其特征在于：當靜壓工作臺(14)臺面某一邊受到偏載時，會產生節流間隙(8)的變化，一方面由于受偏載的靜壓油腔(16)由于間隙變小，封油邊液阻變大，油腔壓力增大，同時在受偏載油腔對置位置的靜壓油腔(16)由于間隙變大，封油邊液阻變小，油腔壓力減小，在節流上由于液阻損失的壓力會變小，使得通入油腔的液壓油壓力變的更大，起到控制偏載的作用。

技術總結
本發明公開了一種基于雙面薄膜節流器控制液體靜壓轉臺偏載的方法，涉及精密機械中的液體靜壓領域。該方法利用雙面薄膜節流器作為壓力補償組件，自動調節各對置油腔壓力以適應外載荷的變化，雙面薄膜節流器通過由特定圓臺構成的環形面積與彈性薄膜片間的節流間隙實現節流。該發明的特點在于，通過雙面薄膜節流器的精確節流作用，實現了對液體靜壓轉臺偏載浮起量的有效控制，提高了轉臺的回轉精度和加工工件的表面質量。同時，該方法簡化了靜壓轉臺的結構，減小了靜壓轉臺內部油路跨距，無需增加外部油路，反饋和響應速度更快，適用于承受較大負載的工況，大幅提高液靜壓轉臺的剛度，減少偏載浮起量的不均勻性。

技術研發人員：洪榮晶,陸旭,王超,唐新春
受保護的技術使用者：南京工業大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28