高速重载动静压混合推力轴承油膜刚度特性研究
发布时间：2021-03-11 05:14
液体静压推力轴承因其运行精度高、稳定性好、功耗低、吸振性好和工作寿命长等特点成为大型数控装备的核心部件。但随着现代工业的发展,对数控装备的旋转速度和承载能力的要求也越来越高,液体静压推力轴承在高速重载工况下,剪切发热增大,润滑油粘度下降,油膜变薄且分布不均,油膜刚度下降,局部出现边界润滑或干摩擦,进而产生摩擦学失效,静压损失严重。因此,提出一种新型静压油垫的结构方式,使其在加工过程中产生倾角,满足动压形成的条件下成为动静压混合推力轴承,提高其润滑性能和油膜刚度,解决在高速重载工况下的加工精度和稳定性问题。通过理论推导出动静压推力轴承的承载能力方程、平板流量方程、油膜厚度方程和油膜刚度方程,利用三维软件UG对双矩形腔可倾式油垫的油膜进行模型建立,分别在软件ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX中对油膜进行网格划分及边界条件设定,利用ANSYS CFX软件分析相同转速和承载工况下,动静压油垫在不同倾角的油膜压力场、温度场的变化情况,通过比较分析,得出可倾式油垫的倾角对油膜润滑性能和油膜刚度影响规律。对可倾式油垫的油腔面积进行仿真计算出不同油腔面积下的油膜压力场、温度场云图,得出油...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动静压推力轴承结构示意图
图 2-3 定量供油液压系统示意图Fig.2-3 Schematic diagram of quantitative supplying oil hydraulic system推力轴承按供油方式分为定压供油与定量供油。定压供油油泵利节来保持供油压力恒定。定量供油就是保持液压油的流量恒定地腔中，且不受油腔形状的影响。在静压推力轴承中每一个油泵给供给恒流量的液压油。定压供油大多数应用于气体静压支承，易简便。但是油腔的压力不容易控制，还要考虑油腔的结构形状对供油能够保持液压油恒流量供给，工作稳定可靠，无节流损失，泵的功率损耗和系统发热，方便维护，综合考虑采用定量供油方液压系统示意图如图 2-3 所示。矩形腔承载力方程矩形平面支承结构是由两个矩形平面支承组合而成，本文只取其中进行计算。实际压力分布不均匀这样不利于计算，而我们在这里进均匀的压力近似的看成是均匀分布如图 2-4 所示。
图 2-3 定量供油液压系统示意图Fig.2-3 Schematic diagram of quantitative supplying oil hydraulic system静压推力轴承按供油方式分为定压供油与定量供油。定压供油油泵利用的调节来保持供油压力恒定。定量供油就是保持液压油的流量恒定地供压油腔中，且不受油腔形状的影响。在静压推力轴承中每一个油泵给其油腔供给恒流量的液压油。定压供油大多数应用于气体静压支承，易于操作简便。但是油腔的压力不容易控制，还要考虑油腔的结构形状对其定量供油能够保持液压油恒流量供给，工作稳定可靠，无节流损失，因了油泵的功率损耗和系统发热，方便维护，综合考虑采用定量供油方式供油液压系统示意图如图 2-3 所示。 双矩形腔承载力方程双矩形平面支承结构是由两个矩形平面支承组合而成，本文只取其中一腔进行计算。实际压力分布不均匀这样不利于计算，而我们在这里进行其不均匀的压力近似的看成是均匀分布如图 2-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]精密磨床液体静压轴承的多物理场耦合热分析[J]. 郭传社,崔怡. 组合机床与自动化加工技术. 2016(05)
[2]高效精密动静压主轴热动力学耦合特性分析[J]. 郭力,曹姗,胡靖. 机械科学与技术. 2015(11)
[3]液体静压主轴油膜滑移现象的分析及试验研究[J]. 陈东菊,周帅,边艳华,范晋伟,张飞虎. 机械工程学报. 2016(05)
[4]动静压轴承油膜温度场特性分析与实验研究[J]. 郭红,刘豪杰,张绍林,王迎佳. 润滑与密封. 2015(05)
[5]静压支承系统油膜特性分析[J]. 叶仪,殷晨波,李萍,高俊庭,周玲君. 南京工业大学学报(自然科学版). 2014(02)
[6]基于动网格模型的液体动静压轴承刚度阻尼计算方法[J]. 熊万里,侯志泉,吕浪,阳雪兵,袁巨龙. 机械工程学报. 2012(23)
[7]基于CFD的深浅腔液体动静压轴承承载特性研究[J]. 郭胜安,侯志泉,熊万里,林厚波. 制造技术与机床. 2012(09)
[8]油膜轴承动静压混合效应的分析[J]. 江桂云,王勇勤,严兴春,王庆. 机械设计. 2010(07)
[9]基于FLUENT的径向静压气体轴承的静态特性研究[J]. 于贺春,马文琦,王祖温,徐立芳. 润滑与密封. 2009(12)
[10]基于ANSYS的静压轴承油腔结构优化设计[J]. 朱希玲. 轴承. 2009(07)
硕士论文
[1]大型立式超精密车床液体静压推力轴承设计及性能研究[D]. 张刚强.中南大学 2012
[2]液体动静压轴承承载特性的分析与实验研究[D]. 孟晶.东华大学 2012
[3]可倾瓦推力滑动轴承弹流润滑研究[D]. 蒋秀龙.浙江大学 2011
本文编号：3075921
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动静压推力轴承结构示意图
图 2-3 定量供油液压系统示意图Fig.2-3 Schematic diagram of quantitative supplying oil hydraulic system推力轴承按供油方式分为定压供油与定量供油。定压供油油泵利节来保持供油压力恒定。定量供油就是保持液压油的流量恒定地腔中，且不受油腔形状的影响。在静压推力轴承中每一个油泵给供给恒流量的液压油。定压供油大多数应用于气体静压支承，易简便。但是油腔的压力不容易控制，还要考虑油腔的结构形状对供油能够保持液压油恒流量供给，工作稳定可靠，无节流损失，泵的功率损耗和系统发热，方便维护，综合考虑采用定量供油方液压系统示意图如图 2-3 所示。矩形腔承载力方程矩形平面支承结构是由两个矩形平面支承组合而成，本文只取其中进行计算。实际压力分布不均匀这样不利于计算，而我们在这里进均匀的压力近似的看成是均匀分布如图 2-4 所示。
图 2-3 定量供油液压系统示意图Fig.2-3 Schematic diagram of quantitative supplying oil hydraulic system静压推力轴承按供油方式分为定压供油与定量供油。定压供油油泵利用的调节来保持供油压力恒定。定量供油就是保持液压油的流量恒定地供压油腔中，且不受油腔形状的影响。在静压推力轴承中每一个油泵给其油腔供给恒流量的液压油。定压供油大多数应用于气体静压支承，易于操作简便。但是油腔的压力不容易控制，还要考虑油腔的结构形状对其定量供油能够保持液压油恒流量供给，工作稳定可靠，无节流损失，因了油泵的功率损耗和系统发热，方便维护，综合考虑采用定量供油方式供油液压系统示意图如图 2-3 所示。 双矩形腔承载力方程双矩形平面支承结构是由两个矩形平面支承组合而成，本文只取其中一腔进行计算。实际压力分布不均匀这样不利于计算，而我们在这里进行其不均匀的压力近似的看成是均匀分布如图 2-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]精密磨床液体静压轴承的多物理场耦合热分析[J]. 郭传社,崔怡. 组合机床与自动化加工技术. 2016(05)
[2]高效精密动静压主轴热动力学耦合特性分析[J]. 郭力,曹姗,胡靖. 机械科学与技术. 2015(11)
[3]液体静压主轴油膜滑移现象的分析及试验研究[J]. 陈东菊,周帅,边艳华,范晋伟,张飞虎. 机械工程学报. 2016(05)
[4]动静压轴承油膜温度场特性分析与实验研究[J]. 郭红,刘豪杰,张绍林,王迎佳. 润滑与密封. 2015(05)
[5]静压支承系统油膜特性分析[J]. 叶仪,殷晨波,李萍,高俊庭,周玲君. 南京工业大学学报(自然科学版). 2014(02)
[6]基于动网格模型的液体动静压轴承刚度阻尼计算方法[J]. 熊万里,侯志泉,吕浪,阳雪兵,袁巨龙. 机械工程学报. 2012(23)
[7]基于CFD的深浅腔液体动静压轴承承载特性研究[J]. 郭胜安,侯志泉,熊万里,林厚波. 制造技术与机床. 2012(09)
[8]油膜轴承动静压混合效应的分析[J]. 江桂云,王勇勤,严兴春,王庆. 机械设计. 2010(07)
[9]基于FLUENT的径向静压气体轴承的静态特性研究[J]. 于贺春,马文琦,王祖温,徐立芳. 润滑与密封. 2009(12)
[10]基于ANSYS的静压轴承油腔结构优化设计[J]. 朱希玲. 轴承. 2009(07)
硕士论文
[1]大型立式超精密车床液体静压推力轴承设计及性能研究[D]. 张刚强.中南大学 2012
[2]液体动静压轴承承载特性的分析与实验研究[D]. 孟晶.东华大学 2012
[3]可倾瓦推力滑动轴承弹流润滑研究[D]. 蒋秀龙.浙江大学 2011
本文编号：3075921
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