雷天觉

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雷天觉-创造发明

发布时间:2010-11-03 11:15:30      发布人: 天堂天使
雷天觉在五十多年的机械工程科研与教学的实践中,在学术理论与实践中有长久意义的发明如下:

弹性流体静压轴承

  在磨床开发中,他深知静压轴承在未来工业中的重要性。所谓静压轴承,是将高压介质(液体或气体)均衡地打到轴和轴承的四周间隙中,使二者完全分离,因此,这种轴承便完全没有松动和摩擦。而传统的最常用的做法是将介质通过相同的阻尼管打到轴承四周,以达到均衡的目的,同时轴承内表面须具有需要的形状。在实践中,他发现这种方法有一缺点,即当阻尼管阻塞或脱落时会造成严重后果,同时,轴承内表面所需形状加工困难。因此,他曾用一种轴承固有间隙的分布阻尼代替阻尼管,但这种结构,当介质供应暂时中断时极易损坏,且在高速下(60000转/分)曾发生振荡。如何进一步改进,他思索了近20年。雷天觉和他的同志们共同努力,终于在振动台轴承的设计中发明了《弹性流体静压轴承》。此轴承的内表面用厚薄适当的高分子材料作轴衬里,衬里的内表面做成简单的圆柱体。当高压介质注入轴和衬里之间的间隙时,由于高分子材料的变形而自然形成一种静压轴承所需要的间隙形状,这时轴承作静压轴承运转。当介质断绝时,高分子材料内壁回复到圆柱形状仍可作为一普通轴承。
  因很多高分子材料都是很好的摩擦材料。因此,此轴承是一种可靠性很高的静压轴承。它用于高频振动台后,稳定可靠。目前,正在研究《弹性流体静压轴承》的注塑成形方法,准备推广应用到磨床上。

导流槽式静压轴承的研制

  在压力机的设计中,经过长期思索,他发明了‘导流槽式静压轴承’。其结构简单,只要使轴和轴承表面布满和轴心平行的槽,即可形成静压轴承。采用这种技术可使高压燃烧气体在气缸活塞间的泄漏的气体构成静压轴承,不再需要其他方式润滑。这种轴承制造方便,只需将轴用滚压方法压出槽来,除掉毛刺即可。根据理论计算,导流槽式静压轴承在高速下,稳定性好,可用于隔热内燃机及超精度机床设计中。

弹性齿多齿分度台的研制

  在开发磨齿机和齿轮工具工作中,他发现提高分度精度非常困难。在60年代英国和美国发展了多齿分度盘,引起雷天觉的很大注意,他当时提出了用连锁弹性齿,利用弹性平均作用以消除误差。这种意见被一些同行接受,因此在中国制造的分度盘有不少用这种齿形。他自己仍然继续进行这方面的研究。在“文化大革命”中,被迫停止这项研究。1978年以后,他又继续用了7年时间,才发现连锁式弹性齿虽比英美用的齿形容易制造,但因磨擦力影响不能完全达到弹性平均。便又改用独立弹性齿取得了很好的成果。独立弹性齿因为制造容易,为在车间应用开阔了道路。

多阻尼式静压螺母

  静压轴承原理同样适于螺栓和螺母。若螺栓与螺母牙间有静压油膜,则除了无磨损、无磨擦、无自锁等优点外,使用静压螺母时所有高价误差很容易自然补偿消除,因此,可获得极高精度。1964年前后,英国、苏联相继推出“静压螺母”,但终以加工困难而不能在工业上获得推广。1965年雷天觉设计出一种结构,不需要在螺牙内开腔,只在螺母外圆上钻很多孔,直接通向螺母和螺纹界面上。可用这些孔作阻尼。这种结构在机床上应用,效果显著。

无阻尼静压螺母

  用高压油从很大的孔直接打入螺母牙尖和螺栓牙底之间,由螺母牙、螺栓牙间隙溢出,然后由螺栓牙顶和螺母牙底之间排出。螺母的牙型角比螺栓牙型角略小,而且在低压端有一间隙缩小段。具体形状可通过优化计算。用这种方法须解决高压油从螺母牙底向两端漏出的问题。由经验说明,这不难做到。这种静压螺母倘若大量生产,可能是现有形式中最好的一种方法。

调相式变流量柱塞泵

  不用配流轴或配流盘。用两组二柱塞泵,使相应的泵腔相通,靠调节两柱塞泵间的相角以调节流量(同相时流量最大,相差180°时最小)。1953年试验成功。原想用于压力极大的静压导轨,但仅作为论文发表,这一成果能在高压低速下有很高容积效率。

特殊齿轮

  此外,雷天觉还研究一种以平面为一对啮合着的齿轮中大的一个的齿形。当这个齿轮齿数很多时,它的特性实际上和渐开线齿轮一样。但倘需高精度时则加工要简单得多。作过小型模型试验并已取得专利。

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