薄膜反馈式向心轴承的有限元分析
发布时间：2020-10-28 05:38
随着人们对高精度、高效率,以及表面粗糙度加工要求的不断提高,对静压技术的研究越来越成为热点。目前,对静压轴承的研究更多的是理论推导分析,为了更准确、直观的研究静压轴承薄膜反馈节流器油腔压力分布、薄膜变形及在不同腔深、不同的主轴转速下,油膜压力及流场对静压轴承承载能力的影响,本文应用有限元模拟技术,借助有限元分析软件ANSYS/CFX,对薄膜反馈静压轴承进行研究。 在研究过程中,应用有限元分析软件ANSYS/CFX,将流固耦合分析方法应用于静压轴承薄膜节流器的压力分布及薄膜变形分析中,针对新型岛式薄膜节流器和常规薄膜节流器,在同等边界条件下进行模拟仿真分析,得到两种节流器上下腔液体压力分布及两种节流器薄膜变形;用有限元仿真软件CFX,基于有限体积法对有回油槽向心轴承、无回油槽向心轴承模拟仿真,通过改变油腔深度、主轴转速,计算分析油膜的压力分布、流线速度分布;尝试探讨了薄膜节流器油膜压力与油膜颜色之间的关系,得出油膜压力的变化引起油膜颜色的变化,压力增大使油膜颜色R值、G值变大,且压力变化越大,颜色的RGB值变化越明显,为通过油膜颜色测试薄膜节流器油膜压力奠定了基础。 根据以上分析结果,得出新型岛式薄膜中心圆台变形均匀,克服了常规薄膜易塑性翘曲的不足,能延长节流器的使用寿命;在同样边界条件及求解参数的情况下,浅油腔油膜压力比深油腔油膜压力大,即浅油腔的承载能力较深油腔的承载能力大;无周向回油槽向心轴承有效承载面积大于有周向回油槽向心轴承,其静压承载能力往往比有周向回油向心静压轴承高;轴的转速影响润滑油的流动状态、压力分布,且主轴转速越高,油膜封油面边缘的负压值越大。
【学位单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH133.3
【部分图文】：
图 1-1 薄膜反馈式向心轴承工作原理图Fig.1-1 Working principle of the hydrostatic bearing with the thin film restrictor structure1.3 薄膜反馈式静压轴承的研究现状我国对静压技术的研究和应用是从上个世纪六十年代开始的。北京航空航天大学陈燕生教授等在“薄板反馈节流式液体静压支承”方面进行了研究，提出了动态设计法，西安交大轴承研究所针对“轴承转子系统动力学”进行了研究，广州机床研究所等单位根据不同的性能要求将静压轴承应用于机床设备上，上海机床厂将该技术成功的应用于精密磨床上，取得了显著的应用效果。目前该技术在机床及设备中尤其在高精度、高效率和重型机床中取得良好的成效。河南科技大学孟心斋教授 1978 年成功地将静压轴承应用于高速磨床上，该项目获得国家科学大会的奖励。伍良生等研究了油腔深度对静压轴承承载能力的影响[9-14]，申占民等研究了封油面宽度对静压轴承性能的影响[15,16]，郭力等研究了主轴高速转动时对油膜连
图 2-2 两个相同油腔受偏心载荷示意图Fig.2-2 Two same oil cavities on eccentricity load调节能力的途径油量油泵与油垫相接，见图2-3。由于定量泵向油垫时，油因没有回油（图2-3a）使压力升高到某一1的封油面和被支承件1之间形成油膜（图2-3b），度可以由油垫流量公式3r1q = p h B η反算得出。8
(a) (b)图 2-1 直接供油的两个相同油垫Fig.2-1 Two same oil cavities with direct provider3.一个油泵供一个油垫上的两个油腔，受偏心载荷时，一边不能被 2-2 所示。图 2-2 两个相同油腔受偏心载荷示意图Fig.2-2 Two same oil cavities on eccentricity load
【参考文献】
本文编号：2859669
【学位单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH133.3
【部分图文】：
图 1-1 薄膜反馈式向心轴承工作原理图Fig.1-1 Working principle of the hydrostatic bearing with the thin film restrictor structure1.3 薄膜反馈式静压轴承的研究现状我国对静压技术的研究和应用是从上个世纪六十年代开始的。北京航空航天大学陈燕生教授等在“薄板反馈节流式液体静压支承”方面进行了研究，提出了动态设计法，西安交大轴承研究所针对“轴承转子系统动力学”进行了研究，广州机床研究所等单位根据不同的性能要求将静压轴承应用于机床设备上，上海机床厂将该技术成功的应用于精密磨床上，取得了显著的应用效果。目前该技术在机床及设备中尤其在高精度、高效率和重型机床中取得良好的成效。河南科技大学孟心斋教授 1978 年成功地将静压轴承应用于高速磨床上，该项目获得国家科学大会的奖励。伍良生等研究了油腔深度对静压轴承承载能力的影响[9-14]，申占民等研究了封油面宽度对静压轴承性能的影响[15,16]，郭力等研究了主轴高速转动时对油膜连
图 2-2 两个相同油腔受偏心载荷示意图Fig.2-2 Two same oil cavities on eccentricity load调节能力的途径油量油泵与油垫相接，见图2-3。由于定量泵向油垫时，油因没有回油（图2-3a）使压力升高到某一1的封油面和被支承件1之间形成油膜（图2-3b），度可以由油垫流量公式3r1q = p h B η反算得出。8
(a) (b)图 2-1 直接供油的两个相同油垫Fig.2-1 Two same oil cavities with direct provider3.一个油泵供一个油垫上的两个油腔，受偏心载荷时，一边不能被 2-2 所示。图 2-2 两个相同油腔受偏心载荷示意图Fig.2-2 Two same oil cavities on eccentricity load
【参考文献】
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本文编号：2859669
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