气浮平台承载机理及参数优化

发布时间：2021-01-08 05:27

　　气浮技术应用在重力消除方面具有一定的优势,已越来越多地受到研究人员的关注。由于气体轴承依靠空气等低粘度介质作为润滑介质,在广泛应用中有其特殊的优点,可以使工作台的工作特性得到改善。本文的主要工作是提出一类气体推力轴承的气浮平台方案,通过调整气膜厚度来实现气浮微重力抵消或消除,通过构建了该气体轴承支撑方案的气体动力润滑模型,数值求解并分析,获得了关键参数与平台载荷之间的关系,并对气浮平台的各个系统的进行结构设计和功能设计。具体内容如下:1.以气体推力轴承理论为基础,提出了一套气浮微重力测试平台思路方案。包括供气系统、控制系统、推力轴承、支撑平台,通过调整推力轴承与平台之间间隙的气膜厚度以消减重力效应。通过该方案,可以实现平台的气浮承载。2.构建了该类气体推力轴承支撑方案的气体动力润滑耦合模型。该模型包括气体分布与流速模型、压力分布与流量模型、可压缩气体的雷诺方程和气体压力与载荷关系,详细推导了出各个模型的求解方法,为下一步的方案设计与计算分析做好了准备工作。3.实现了气体动力润滑耦合模型的求解步骤,分别计算气体粘度系数、平台负荷和速度对平台特性（如功耗、流量和最小油膜厚度等）的影响,最终... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
    1.2 国内外研究现状及动态分析
        1.2.1 气体推力轴承性能求解方法及模型
        1.2.2 气体推力轴承支撑系统稳定性
        1.2.3 气体推力轴承的应用方面
        1.2.4 重力消除方法及其气浮平台方案应用方面
    1.3 本文研究工作
第二章 气浮平台支撑方案与机理分析
    2.1 引言
    2.2 气浮平台支撑方案
    2.3 气浮机理-气体动静压力承载机理模型
        2.3.1 模型假设条件
        2.3.2 气浮压力分布与流速模型
        2.3.3 压力分布与流量模型
        2.3.4 可压缩气体雷诺方程
        2.3.5 气体温度与压力计算模型
        2.3.6 气体压力与载荷模型
    2.4 本章小结
第三章 数值求解及分析优化设计
    3.1 引言
    3.2 平台负荷对气浮平台特性的影响
    3.3 速度对气浮平台特性的影响
    3.4 温度和压强对气浮平台特性的影响
    3.5 气体粘度对气浮平台特性的影响
    3.6 本章小结
第四章 可控性和敏感方法与参数分析
    4.1 引言
    4.2 供压对气浮平台特性的影响
    4.3 孔径对气浮平台特性的影响
    4.4 气浮平台特性可控性关键因素
        4.4.1 承载力对孔径与供压的敏感度
        4.4.2 流量对孔径与供压的敏感度
        4.4.3 小孔压损对孔径与供压的敏感度
        4.4.4 最优值选择
    4.5 本章小结
第五章 气浮平台设计
    5.1 引言
    5.2 气浮平台总体设计
    5.3 气浮平台支撑系统设计
    5.4 气浮平台气路系统设计
        5.4.1 气泵的选择
        5.4.2 流量表的选择
    5.5 气浮平台监测系统设计
    5.6 气浮平台控制系统设计
        5.6.1 溢流阀的选择
        5.6.2 节流阀的选择
        5.6.3 流量控制开关的选择
        5.6.4 过滤器的选择
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
附录
致谢
作者简介



本文编号：2964004