提高静压气体轴承刚度和承载能力的研究

发布时间：2021-04-19 23:49

　　气体静压轴承具有运转平滑、精度高、寿命长、无污染、小温升等优点,从而广泛应用于高速、轻载、精密和超精密加工等场合。但是气体轴承的承载能力和刚度较低,限制其推广应用。目前,提高气体静压轴承的刚度和承载能力可以通过增大供气压力、增加节流孔数目等方法实现。但是,这些方法都有其自身的缺点。本文采用开设均压槽的方法来增加气体轴承的刚度和承载能力。均压槽对提高气体轴承的刚度和承载能力有很重要的作用:一方面,均压槽能使槽中的压力均化,有效地抑制了远离节流孔地方的压力衰减;另一方面,在气体轴承表面开出均压槽能加强气体轴承的表面节流效应,提高气体轴承的刚度和承载能力。本文在分析比较国内外各种提高气体轴承刚度和承载能力的基础上,以轴颈气体轴承和止推气体轴承为例,深入的分析均压槽与气体轴承承载特性的关系,具体要做以下工作:首先,以雷诺方程的稳态无因次形式为基础,应用加权余量法,把二阶偏微分方程降阶为一阶偏微分方程,放松其对插值函数连续度的要求;然后,采用有限单元法对气膜划分直角单元网格,列写气膜压力插值函数,对偏微分方程进行插值变换并导出压力方程组。在推导出静压气体轴承稳态数学模型的基础上,利用MATLAB... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 气体润滑轴承的研究与应用概况
    1.2 气体润滑轴承的分类
    1.3 国内外相关技术发展概况
        1.3.1 国外发展概况
        1.3.2 国内发展概况
    1.4 课题研究的目的和意义
    1.5 课题来源及主要研究内容
        1.5.1 课题的来源
        1.5.2 课题的主要内容
第2章 静压气体轴承计算的数学模型
    2.1 引言
    2.2 静压气体轴承计算的压力方程组
        2.2.1 静压气体轴承的雷诺方程
        2.2.2 气膜展开的边界条件
        2.2.3 加权余量法的应用
        2.2.4 有限元离散化
    2.3 单元刚度阵
    2.4 压力方程组解法
    2.5 承载能力的计算
    2.6 本章小结
第3章 静压气体轴颈轴承的有限元分析
    3.1 引言
    3.2 气体轴颈轴承均压槽的开设方式
    3.3 计算流程图
    3.4 计算结果分析
        3.4.1 均压槽长度与气体轴承承载特性的关系
        3.4.2 均压槽条数对气体轴承承载特性的影响
    3.5 本章小结
第4章 静压止推气体轴承的有限元分析
    4.1 引言
    4.2 圆盘止推静压气体轴承的结构形式
    4.3 圆盘止推气体轴承有限元分析的前处理
        4.3.1 柱坐标系下的雷诺方程
        4.3.2 柱坐标系下的压力方程组
        4.3.3 单元网格划分
        4.3.4 承载能力计算
        4.3.5 程序计算流程图
    4.4 计算结果分析
    4.5 本章小结
第5章 静压气体轴承承载能力的实验分析
    5.1 引言
    5.2 实验装置简介
    5.3 测量过程及测量结果分析
        5.3.1 气浮滑动导轨实验
        5.3.2 静压气体止推轴承承载能力实验
    5.4 误差分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3148554