精密多油楔动压轴系的楔形间隙参数与油膜运动稳定特性

针对精密仪器轴系的研制和精度分析,研究了立式三油楔动压轴系的结构、轴承轮廓结构,建立数学模型、分析模型,对轴系动压油膜的动力特性做了分析.对于主轴在动压油膜反力与外载荷作用下处于某一平衡位置(e,θb)运转时,能否经得起任意微扰动的干扰而失稳,建立了油膜运动稳定性的判据.应用数值模拟和计算机编程,深入研究了关键设计参数楔形间隙bm、cm相应的油膜运动稳定特性,揭示了楔形间隙值与轴系失稳的对应关系,给出了油膜稳定性因数Log(Sp)与偏心率ε(ε=e/c)之间的变化曲线图,并指出了楔形间隙参数最佳的取值范围.研究结果指出:楔形间隙是轴系设计和制造的重要敏感参数;最大楔形间隙bm和最小间隙cm值之间应保持一定的比例,否则油膜运动发散,轴系平衡失稳,导致主轴转动中产生较大的晃动.对于低速立式三油楔动压轴系,则bm-cm≥0.8 μm.比较研究结果与成功轴系实例,表明实例中bm、cm取得符合轴系的油膜稳定条件.证明研究结果对该类轴系的设计具有实用性.