径向止推气体轴承承载力特性研究

发布时间：2017-05-11 02:13

  本文关键词：径向止推气体轴承承载力特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。现代机械制造工业向高精度、高速度、高效率的方向迅速发展,特别是航空航天、汽车制造业、磨具加工等行业,对高精度、高速度、高效率的加工机床提出了更高的要求。采用静压气体轴承支承的电主轴具有结构紧凑、噪声低、机械效率高、振动小、精度高的特点,同时电主轴运行平稳、没有冲击,寿命比普通主轴长；易于实现高速化加工,动态及静态精度稳定性都很好；通过变频技术可在额定的转速范围内实现无级变速,这些优点使其广泛应用在高速加工领域。本文以高速铣削电主轴中小孔节流径向止推气体轴承为研究对象,应用CFD技术,对其流场分布特性及承载力特性进行了探讨分析,主要研究内容包括：分析不同数值模型对轴承流场分布及承载力特性的影响及变化规律。目前气体轴承流场特性研究中,通常将径向止推气体轴承分解为独立的径向轴承和止推轴承,这样虽然可以简化建模和网格划分,节省解算时间,但与径向止推气体轴承的真实工作状况有很大差异,往往不能真实体现轴承流场特性。本文采用提出一种径向止推联合建模方式,通过数值模拟分析其与独立建模在承载力、压力分布等特性方面的差异。分析对比不同工况参数下两种建模方式的承载力特性。研究中对径向止推气体轴承联合建模仿真与径向气体轴承、止推气体轴承独立建模仿真的承载力特性进行了对比研究,探讨分析了供气压力、转速及偏心率等工况参数对径向、止推承载力的影响及变化规律,仿真结果表明：径向轴承与止推轴承流场相互干涉,导致径向承载力相比独立建模仿真中承载力小,而止推承载力较独立仿真增大的结论。设计并搭建了采用径向止推气体轴承的铣削电主轴性能测试实验台,并对不同转速下加工质量及静态承载力特性进行了实验测试,实验结果与仿真计算结果进行了对比分析。
【关键词】：高速电主轴 径向止推气体轴承 联合建模 数值分析 承载力
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题的研究背景及意义10-12
• 1.2 高速切削技术的应用及发展12-14
• 1.2.1 高速切削技术及其基础理论12-13
• 1.2.2 高速切削技术的特点及其优势13-14
• 1.3 国内外电主轴及气体轴承发展现状14-19
• 1.3.1 高速电主轴介绍14-15
• 1.3.2 国内外气体轴承支承的电主轴技术现状15-19
• 1.4 课题研究内容19-20
• 第二章 电主轴中径向止推气体轴承流场建模分析20-30
• 2.1 径向止推气体轴承的物理模型20
• 2.2 径向止推气体轴承的数学模型20-24
• 2.2.1 动压气体轴承动力学方程21-22
• 2.2.2 静压气体轴承动力学方程22-24
• 2.2.3 动静压混合轴承承载力24
• 2.3 径向止推气体轴承的模型建立与网格划分24-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 径向止推气体轴承的承载力仿真分析30-44
• 3.1 CFD技术概述30
• 3.2 不同模型下径向轴承承载力的对比分析30-39
• 3.2.1 径向气体轴承承载力特性仿真30-31
• 3.2.2 径向止推气体轴承联合仿真下径向承载力特性31-32
• 3.2.3 两种建模方法中承载力的差异及分析32-39
• 3.3 不同模型下止推轴承承载力的对比分析39-43
• 3.3.1 止推气体轴承承载力特性仿真39
• 3.3.2 径向止推气体轴承联合仿真下止推承载力特性39-40
• 3.3.3 两种建模方法中承载力的差异及分析40-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 高速电主轴承载力特性实验研究44-54
• 4.1 实验原理及设备44-49
• 4.2 高速电主轴整机加工实验测试49-50
• 4.2.1 高速电主轴整机加工实验步骤49
• 4.2.2 实验结果与分析49-50
• 4.3 径向止推气体轴承承载力特性实验50-53
• 4.3.1 径向止推气体轴承承载力实验步骤50-52
• 4.3.2 实验结果与误差分析52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-60
• 攻读学位期间公开发表论文60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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中国硕士学位论文全文数据库 前5条

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本文编号：356034