表面节流气体静压止推轴承的静态特性及实验研究

发布时间：2020-08-22 21:19

【摘要】：超精密机床主轴逐渐采用气体润滑取代传统的液体润滑。而静压气体轴承的节流方式主要为小孔节流,不过小孔节流存在承载力和刚度较低的问题,减小最佳刚度对应的气膜厚度以提高刚度和承载力是十分有效的方法,而小孔节流的结构限制了气膜厚度的降低。因此针对节流器结构的研究对于改善气体静压轴承静态特性十分有必要。本文以表面节流气体静压止推轴承为研究对象,利用微型表面节流槽代替小孔节流,目的是改善轴承静态性能。本文分别从解析解法和有限元解法进行求解气体润滑方程(N-S方程),旨在探究各因素对轴承静态特性的影响规律。针对圆盘表面节流止推轴承,假设气流沿径向均匀流动,根据等效节流面积原理计算出等效节流槽半径,进而推导出表面节流静压气体止推轴承静态特性的解析解,对节流槽的槽长、槽宽、槽深及槽数对承载力的影响规律进行研究。并采用有限元方法对止推轴承的气膜承载力及刚度进行验证。利用有限元法对可压缩的雷诺方程进行求解,建立表面节流止推轴承气膜模型,利用计算流体力学软件Fluent进行求解得到止推面的气体压力分布,在此基础上求解静承载力和静刚度等静态特性参数,对止推面节流槽的几何参数、布置形式及轴承不均匀气膜对静态特性的影响规律进行分析。进行表面节流气体静压止推轴承静态性能参数测试试验,加工不同类型沟槽的表面节流气体止推轴承,研制表面节流气体静压止推轴承的静态特性参数测量实验台,通过实验测量表面节流止推轴承的静态性能,对仿真结果的正确性进行验证。本文旨在为表面节流的节流槽设计提供指导,为复合节流方式提供理论支撑。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG502.3
【图文】：

空气静压主轴[4]

扇形节流槽结构

图1-3 T形槽结构和气体流动示意图[32]仪等在国内研究表面节流止推轴承时间较早，采用了刘暾教授对表面节流静压止推轴承进行了数值计算，其数据结果与 Yabe果进行对比，验证其数值计算的准确性[33]。年代，景岗，王元勋等提出锯齿形表面节流气体轴承，节流槽

【参考文献】

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2 邓明敏;龙威;余婷;;复合节流空气静压导轨静承载力的仿真分析[J];机械制造;2013年09期

3 郝艾鹏;贾玉红;;异形节流腔动静压气浮轴承承载特性[J];润滑与密封;2013年07期

4 李运堂;蔺应晓;朱红霞;孙在;;基于大涡模拟静压气体推力轴承微幅自激振动特性分析[J];机械工程学报;2013年13期

5 李运堂;蔺应晓;朱红霞;;扇形沟槽表面节流静压气体轴承的性能分析[J];计算机仿真;2013年04期

6 龙威;宗洪锋;;节流器类型对空气静压导轨静特性的影响分析[J];机床与液压;2012年21期

7 杜建军;张国庆;刘暾;;均压槽与静压气体轴颈轴承承载特性的关系研究[J];机械工程学报;2012年15期

8 王莉娜;刘波;张君安;;基于fluent的气体止推轴承出口性能仿真与分析[J];轴承;2012年04期

9 赵午云;陶继忠;;一种超精密空气静压车床主轴的设计[J];液压与气动;2012年01期

10 冯慧成;侯予;陈汝刚;赵红利;;国内静压气体润滑技术研究进展[J];润滑与密封;2011年04期

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本文编号：2801161