极端工况静压推力轴承静动态特性研究

发布时间：2020-03-24 20:58

【摘要】：液体静压推力轴承是重型数控加工设备的关键部件,它的性能优劣直接影响设备的加工质量和运行效率。对于静压推力轴承的研究,科研人员更多的关注一般工作状态下轴承特性,而往往由于加工要求和加工环境的变化,轴承的工作状态难免会处于极端状态。因而对极端工况下轴承的润滑、摩擦及稳定性研究就显得极为必要了。通过静压轴承基础理论,推导双矩形腔静压轴承计算仿真分析所需的润滑油粘温关系方程、载荷与油膜厚度关系方程、极端工况转速与油膜厚度关系方程、极端工况载荷与转速关系方程等基本应用方程。利用三维建模软件UG建立双矩形腔静压推力轴承的油膜、底座、旋转工作台、双矩形腔、油垫等模型,利用CFD专业的网格划分软件对润滑油膜模型进行网格划分,在ANSYS CFX对划分的网格进行材料属性添加、边界条件设置、计算求解,通过后处理得到该轴承一般工况以及极端工况下油膜的温度场及压力场,并对其温度场及压力场进行分析对比,利用集成仿真软件ANSYS WORKBENCH,基于流固耦合分析法对轴承摩擦副热压变形进行分析,预测油膜变形。通过推导润滑油膜在极端工况下的刚度及阻尼系数,建立双矩形腔静压推力轴承的等效数学模型及传递函数,在阶跃载荷作用下,利用MATLAB软件对不同润滑油粘度、不同油膜厚度、不同矩形腔尺寸下油膜动态变化规律进行对比分析,在正弦载荷作用下对油膜的动刚度及动静刚度变化关系进行对比分析。本文以双矩形腔静压推力轴承为研究对象,在齐重装备数控有限公司进行试验验证,对不同工作条件下油腔5个压力测量点以及4个温度测量点进行数据采集,通过试验数据与仿真分析的趋势对比,验证了理论与数值模拟的正确性。
【图文】：

图 2-1 12 点分油器 Fig.2-1 Same amount oil separator Fiwith 12 inlets 2.1.2 静压推力轴承的结构特点

图 2-3 油垫结构模型 图 2-4 矩形腔结构模型Fig.2-3 Structure model of oil cushion Fig.2-4 Structure model of rectangular cavity
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH133.3

【参考文献】

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本文编号：2598845