多孔质气体静压轴承静态性能分析

发布时间：2020-06-13 22:36

【摘要】： 本文以开发多孔质气体静压轴承为目标,深入研究了多孔质气体静压轴承的结构设计理论。取得了以下研究成果: 根据两流动区域内相互耦合的压强分布方程,利用中心差分格式建立了圆盘形多孔质止推轴承和多孔质径向轴承的有限差分数学模型。并探讨了多孔质止推轴承的承载能力以及静刚度与轴承气膜厚度、多孔质材料厚度、供气压力、速度滑移以及材料的性能之间的关系,为多孔质止推轴承结构的设计提供了理论依据。 基于有限体积法,利用FLUENT软件对圆盘形多孔质止推轴承以及多孔质径向轴承中气体的流动情况进行了模拟仿真。得到了止推轴承和径向轴承中两流动区域内的气体压强分布和气体流速。利用FLUENT软件得到的仿真结果与有限差分法所得的数值结果吻合良好,说明有限差分模型的正确性和可行性。 基于对圆盘形多孔质止推轴承的理论分析,并结合粉末冶金的相关知识,设计了压制圆盘形多孔质片材的模具。选用铜、锡混合粉末,利用所设计出的模具,压制出了不同密度的多孔质片材。对多孔质材料的制作工艺进行了初步探讨,为对多孔质止推轴承性能的进一步实验研究奠定了基础。 以上研究成果极大地丰富了多孔质气体静压轴承的设计理论,为指导多孔质气体静压轴承的结构设计提供了理论依据,具有重要的工程意义。
【图文】：

第二章 多孔质气体静压轴承理论分析气体压力；2.3 圆盘形多孔质气体静压止推轴承理论分析[23,26,27]气体在多孔质气体润滑轴承中的运动满足表面小孔模型，，这是一种比较接近实际的流动模型。气体在多孔质材料层中的流动满足 Darcy 定律，而在轴承间隙中，气体流动满足雷诺方程。另外，在轴承间隙和多孔质材料的结合部，则形成复杂的衔接条件。其运动模型如图 2-1(圆柱坐标系)。在此小节中，假设同一多孔质材料的不同方向的粘性渗透系数各不相同，分别为rφ ，θφ ，zφ ，且在轴承间隙和多孔质材料的结合部存在速度滑移。

图 2-2 矩形多孔质静压气体止推轴承模型在轴承间隙中的压强分布方程为( ) ( )022432331112= ′= + + + zzzpyphxyphxξ ξφ(2-23x方向上滑移参数hhhxxx1(/)3(/2)1/21/23 + +=φαφαφξ (2-24 y 方向上滑移参数hhhyyy1(/)3(/2)1/21/24 + +=φαφαφξ (2-25
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH133.36

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本文编号：2711844