力作用在轴上的总和形成轴承的承载能力以平衡外载荷。从上面动压轴承的运行机理中，可以看出动压轴承的些特点具有定的初始间隙所用的润滑油有定的黏度轴表面和轴承表面有定的相对速度④工作时，有个偏心距。这四个基本特征中，少了任何项都不能形成动压效应，因而也就不成为动压轴承。动压轴承存在着低速是不能够产生完整的流体膜而处于边界润滑的状态，形成轴与轴承间的干摩擦，降低机器的加工精度。针对上面动压轴承的缺点，改进的方法有使用静压轴承支承动静压轴承支承。动静压轴承我们知道动压和静压轴承分别依靠轴转动和外供压力油在轴承间形成层压力油膜，从而处于液体摩擦下工作的。动压轴承结构简单，但油膜的形成和保持无定的条件，故使用范围受定的限制。静压轴承虽然使用广泛，但油膜的动力效应没有利用，这点在使用场合有为明显。图轴承油腔示意图动静压轴承兼有动压和静压轴承优点。如图所示，它既有动压腔，又有静压腔，当静止或旋转速低于临界值时，静压供油系统向静压腔送入高压油，将轴托起并承受载荷，使轴承处于完全液体摩擦状态，这样避免了在启动，停车和低速运行时的干摩擦或半干摩擦状态，减少了其动力矩和轴承的磨损，当轴在高速下运转时，由动压油系统向动压腔送入低压油，使轴承在动压效应下工作。若动压效应仍不能形成足够的承载能力，则可同时向动压和静压腔供油，使轴承同时具备动压效应和静压效应两种作用，提高轴承承载能力。有上述动静压轴承的工作原理可看到，动静压轴承结构上具有如下的特点与动压轴承相比，具有静压腔。与静压轴承相比，具有足够大的动压滑动面，静压腔个数较少，尺寸较小。可同时具有两套供油系统，且静压系统压力较高。静压腔的个数和配置比较灵活，对不同的场合有更大的适应性。从理论上讲，液体动静压轴承既兼有液体动压的特点也兼有液体静压的特点，又克服了两者的缺点，它利用毛细血管节流器油腔产生定的静压承载能力，克服了动压轴承启动和制动时出现的情况，避免了轴承磨损，从而提高了主轴和轴承的使用寿命及精度保持性轴承的油腔采用浅腔结构，主轴启动后通过动压油楔形成的动压承载能力和静压腔形成的静压承载能力通过动力润滑挤压效应和多腔对置结构有极大地增加了主轴的刚度高压油膜的均化作用和良好的抗震性能保证主轴具有很高的旋转精度和用转平稳性。动静压轴承虽然具有良好的抗振性能，但长期的剧烈振动肯定会影响轴承的使用性能，这种受迫振动干扰力主要来自于上下不平衡旋转零件砂轮皮带轮等所产生的周期变化的惯性力和不均切削是的交变的切削力，通过调整主轴动平衡装置和改进磨削精度和磨削表面质量又不会影响轴承的使用寿命。通过以上的动轴承和静压轴承的结构功能等有缺点的比较，决定对主轴系统采用动静压轴承进行改进。主轴系统结构形式的选择分析主要结构设计要求动静压主轴系统是由主轴轴承节流器供油系统密封元件驱动装置轴上附件及主轴箱体等组成，其结构设计的主要要求有系统具有足够的动静态刚度及承载能力主轴回转精度高制造装配调整工艺简便，制造成本低④稳定性好。包括系统工作可靠，密封可靠，零件变形小等功率消耗小噪声小。在设计主轴系统时，首先根据被磨削零件的工艺要求，提出设计技术指标，进行方案讨论，选择适用的轴承类型，确定合理的机构形式和主要尺寸。对旧机床进行技术改造时，则应参照原机床主轴即壳体的结构状况。在满足使用要求的前提条件下，以少更换零件为宜。动静压轴承的支承问题综合考虑分析加工装配的难易程度，决定采用套筒式安装轴承在主轴满足刚度条件下。套筒的长度和外径，由套筒的最小厚度和主轴的刚度来决定。般在满足主轴刚度条件下取套筒壁厚大于。主轴动静压主轴轴承系统的主轴结构设计的内容和要求与动压轴承系统类同，即其内容包括确定主轴轴颈，跨度等各尺寸及尺寸精度，选自材料及热处理等。其要求为主轴结构尽量简单的，对称性好，材料均质，热变性小等。外圆磨床主轴承受径向载荷和定的轴向载荷，动静压轴承可采用向心推力轴承圆柱平面向心推力轴承圆锥轴承球面轴承和向心轴承与止推轴承的混合使用型，其结构制造主轴的结构要求都较简单，适宜选用。根据轴承形式，即可确定轴的结构尺寸见零件图轴轴承机床动静压主轴轴承通常仅保留主轴绕其轴线的旋转的自由度，其余个自由度均受轴承约束。向心轴承与推力轴承的混合使用形式可以满足上述要求。供油系统供油系统是动静压轴承系统的关键部件，油泵的压力或流量是轴承承载能力的来源，除要求有足够的流量及压力外，还要求供给轴承的润滑油清洁度高温升抵压力稳定工作可靠等。基本要求有在工作温度范围内，能保证供给所需的压力及流量的润滑油，压力脉动不宜过大，通常为左右能确保润滑油清洁有安全保护措施，以免些偶然因素造成断油而使轴承损坏④有利于系统散热或控制温升占地面积不宜过大。供油系统类型的选择与分析动静压轴承的供油方式种类恒压供油恒流量供油考虑实际情况和经济情况，采用恒压供油系统供油。供油系统简图如右图油箱吸油过滤器油泵单向阀粗滤油器精滤油器型压力表压力继电器溢流阀图供油系统供油系统主要组件的选择油箱及管道油箱及整个液压回路必须密封良好液压回路须防止空气进入，并须消除储藏空气的地方节流器后面的管通应有足够的刚度，不宜采用塑料橡胶等刚度较差的周向流量轴向流量计算油膜不均匀系数计算支承流量系数有效面积计算油膜刚度无量纲刚度油膜静刚度为计算承载能力设计状态取无量纲承载能力承载能力有量纲化单油腔的流量分升四油腔的流量升分功耗泵功耗单腔四腔功耗摩擦功耗单腔式中为速度，为摩擦面积，四腔摩擦功耗功率比合适后轴承的总功耗为选择计算供油装置根据供油压力和供油量选取主轴系统的供油压力和流量型单极叶片泵主要参数是压力为转速驱动功根据叶片泵的转速和功率选取电机型交流电机主要参数是满载时转速,定功率，效率，热平衡计算摩擦功耗叶片泵功耗为油箱面积，为油箱的散热系数，般为取计算油箱的面积为油面高度正常工作时油箱中有液温度为油箱油温为对般机床最高允许温度为，油及油箱的温升为依靠油箱本身即可散热，不必外加其它辅助降温设备。无量纲承载力和刚度的计算与分析不同节流形式下无量纲承载力与无量纲刚度与节流比及偏心率之间的关系基本思想作出节流比分别为，油膜不均匀系数取，偏心率相对位移ε分别取时不同节流形式下的无量纲承载力和无量纲油膜刚度与偏心率ε的曲线图单腔毛细管小孔柱销节流的无量纲承载力和无量纲油膜刚度公式如下毛细管小孔柱销单腔不同节流形式下无量纲承载力的图形图单腔毛细管节流无量纲承载力图单腔小孔节流无量纲承载力图单腔柱销节流无量纲承载力由图图图可以看出毛细管小孔柱销节流的无量纲承载力，有相同的变化趋势。在相同的节流比下，无量纲承载力都随偏心率的增大呈现逐渐增大的趋势在偏心率相同时，节流比不同时，无量纲承载力随节流比的增大而升高，并且随着偏心率的增大，承载力随节流比增大的幅度越来越小，当偏心率接近时，不同节流比下的无量纲承载力都趋于点。图单腔不同节流形势下无量纲承载力由图可以看出在相同的节流比及相同的油膜不均匀系数下，毛细管小孔柱销节流的无量纲承载力都随偏心率的增大呈现逐渐增大的趋势。且毛细管节流的无量纲承载力低于小孔节流和柱销节流的无量纲承载力。在偏心率时，柱销节流与小孔节流的无量纲承载力越来相近，最后趋于点。单腔不同节流形式下的无量纲刚度的图形图单腔毛细管节流无量纲刚度图为单腔毛细管在不同节流比下的无量纲油膜刚度与偏心率的关系曲线图。从图中可以看出，整体趋势是，在相同的节流比下，无量纲刚度随着偏心率的增大先增大后减小，在偏心率值时能得到最大值而当偏心率相同而节流比不同时，在偏心率时，无量纲刚度随着节流比的增大而减小，但是在偏心率ε时，的无量纲油膜刚度随着偏心率的增大迅速从最小值增大到最大值。图单腔小孔无量纲刚度图为单腔小孔在不同节流比下的无量纲油膜刚度与偏心率的关系曲线图。从图中不难看出，在节流比时刚度随节流比的减小而增大。图单腔柱销节流无量纲刚度图为单腔柱销在不同节流比下的无量纲油膜刚度与偏心率的关系曲线图。从图中可以看出，在节流比时油膜刚度的无量纲随偏心率的增大而减小，减小的幅度也越来越小，时刚度随节流比的减小而增大，当ε的刚度都是随着节流比的增大而减小，和的刚度则是由最小快速增大到最大。图不同节流形式下的无量纲刚度图为单腔不同节流形式下，时，无量纲刚度的比较。从图中可以看出，柱销节流和小孔节流的无量纲刚度随着偏心率的增大而快速地减小，而毛细管节流减小的速度要相对较小些。但是柱销节流和小孔节流在偏心率很小时能够得到比毛细管节流大得多的无量纲刚度，而当ε时，毛细管节流要优于柱销和小孔节流。结束语本设计对外圆磨床主轴系统进行了优化改造设计，主要应用技术是利用动静压轴承代替原有的磨床部件以达到优化设计的目的，以此来提高磨床的加工精度提高生产力。动静压轴承是在静压轴承的基础上发展起来的种新型轴承。它是既综合了液体动压轴承和静压轴承的优点又克服了二者缺点的高技术产品，是液体动压轴承和静压轴承的完美结合。它利用孔式环面节流和柱销节流串联使压力油进入油腔中产生足够大的静压承载力，将主轴悬浮在高压油膜中间，从而克服了液体动压轴承启动时出现的干摩擦，提高了主轴和轴承的使用寿命及精度