小孔节流方式对气体静压轴承工作刚度影响的分析

本文对小孔节流方式中的简单孔节流和环形孔节流形式对气体静压轴承工作风度的影响进行了理论分析,通过比较从而得出,采用简单孔节流方式的轴承比环形孔节流方式的轴承具有更高的工作刚度。     

基于动网格模型的液体动静压轴承刚度阻尼计算方法

针对雷诺方程不能反映高速油流周向惯性效应、轴颈周向动压效应和静压扩散效应之间的非线性耦合关系及其对三维流场特性的影响,进而导致动静压轴承刚度阻尼的计算精度难以满足高转速精密轴承设计需要之现状,提出基于纳维-斯托克斯方程的动网格计算轴承刚度阻尼新方法。该方法采用自定义程序实现轴颈的旋转速度、位移扰动和速度扰动以及扰动过程中油膜力的计算等功能,成功将轴颈的旋转动边界转换为静边界,有效避免因轴颈旋转引起的网格畸变,并利用弹簧光顺模型更新轴颈受速度扰动和位移扰动引起的油膜网格挤压变形。通过对比研究瞬态和稳态条件下油膜力的变化,界定计算刚度阻尼系数时速度扰动和位移扰动的合理取值范围。利用所提出的方法计算典型轴承的刚度阻尼系数,再现动静压轴承油膜厚度和三维流场压力分布的动态发展过程,并采用影响系数法对该轴承的刚度系数进行试验测试。通过对比试验数据和动网格计算结果发现两者基本吻合,表明所提出的计算方法是有效可行的。     

静压气体轴承静刚度的动态测试新方法

以环面节流静压气体球轴承为例,建立轴承动静态刚度与气膜位移-动态力频响函数的数学模型;借助数学分析和数值试验,从理论上揭示了轴承气膜位移-动态力频响函数与气膜静刚度、动刚度之间的联系,指出静压气体轴承静刚度的测量可以通过测量低频下气膜频响函数的幅频特性来代替.介绍球轴承气膜幅频特性测试装置的工作原理及测试系统固有模态对测试结果的影响.实测结果表明,静压气体轴承静刚度的动态测试新方法是正确可行的,气膜与承载质量构成的本质非线性二阶振动系统,其低频段的动态刚度数值仍然等于该工作点处的静刚度.新的测试方法,能够实现轴承静态刚度的在线自动测试,提高静刚度的测试精度和效率;将激振频率扩展到机械系统通常涉及的频段后,可以同时得到轴承的动静态刚度和气膜位移-动态力的幅频特性,这对于气体轴承稳定性及精密轴系动态性能的研究具有重要的意义,是轴承的静态测试所无法实现的.     

新型径向槽结构静压气体轴承静态特性研究

设计一种新型径向槽结构静压气体轴承,其周向和径向截面分别呈椭圆弧形和扇形。建立该径向槽结构静压气体轴承CFD模型,分析径向槽结构参数如深度、半径、数目、角度和试验参数供气压力,对静压气体轴承承载能力和刚度的影响。研究结果表明:静压气体轴承承载能力随槽结构深度、数目、角度和供气压力增加逐渐增大,随槽结构半径增加先增大后减小;槽结构数目和供气压力对其承载能力影响尤为显著;静压气体轴承径向槽结构参数和供气压力影响其刚度及最佳刚度对应的气膜厚度,其中槽结构半径、数目和供气压力对刚度值影响显著,槽结构角度和半径对最佳刚度对应的气膜厚度影响显著。由此可见,径向槽结构参数显著影响静压气体轴承的承载能力和刚度。     

提高小孔供气静压气体径向轴承稳定性方法的探讨

对通过向轴承系统引入附加阻尼以提高小孔供气静压气体径向轴承稳定性的方法进行了回顾和分析，介绍了“O”形橡胶圈加稳、Sixsmith式、双气膜、切向进气四种附加阻尼的小孔供气静压气体径向轴承和胶圈加稳切向小孔供气及双气膜切向小孔供气两种复合形式的小孔供气静压气体径向轴承。并对这几种轴承的结构型式、研究发展、应用范围和优缺点进行了详细的描述。     

气体静压轴承的计算机辅助设计

将VB编程语言应用于气体静压轴承的工程计算及参数的优化设计，以获得合理的结构参数。用VB编写的设计软件使用方便快捷，大大提高圆柱气体静压轴承设计精度和效率，实现了设计自动化。     

气体静压轴承的计算机辅助设计

将VB编程语言应用于气体静压轴承的工程计算及参数的优化设计，以获得合理的结构参数。用VB编写的设计软件使用方便快捷，大大提高气体静压轴承设计精度和效率。实现了设计自动化。     

高精度气体静压轴系刚度分析

文章从多孔质气体静压轴承刚度、主轴几何刚度结构设计原则等方面论述了高精度气体静压轴系刚度的分析方法，并进行了相应的实验。实验表明石墨高精度气体静压轴系不仅精度高而且刚度高。     

静压气体轴承设计支持系统的研究

本文介绍了静压气体轴承设计支持系统的总体方案。在分析了静压气体轴承设计特点的基础上,提出了一种用事件并借鉴面向对象的技术来表达的基于知识推理的方法来实现本系统的设计。     

径向小孔静压气体轴承的试验研究

本文对多排小孔静压气体径向轴承的静、动特性及稳定性进行了研究，将试验数据与理论结果和中压透平膨胀机气体轴承运行数据进行了对比，并分析了影响轴承性能的各种因素。     

复合节流式静压气体轴承静态特性分析

为进一步提升静压气体轴承的静态性能,以普通孔式节流为基础,配合表面周向和径向槽节流,提出复合节流式静压气体轴承,以充分发挥2种节流方式的优点,使静压气体轴承具有更好的承载能力和刚度。利用Fluent计算轴承内流场参数并分析流场特性,比较复合节流式与普通孔式节流静压气体轴承的承载能力和刚度,并研究孔式参数和表面槽参数对复合节流式静压气体轴承静态特性的影响。结果表明：在一定气膜厚度范围内,复合节流式静压气体轴承对于提升承载力、增强刚度有着显著的效果;复合式节流因为有表面槽二次节流的存在,均压效果更好。增加节流孔数、节流孔直径、节流孔分布圆半径,以及在气膜厚度较小时增加表面槽长、槽宽、槽深,均有利于增加轴承承载力;在气膜厚度较小时,增加节流孔数、减小节流孔直径,以及增加表面槽长和槽宽、降低槽深,均有利于增加轴承刚度。     

流固热耦合效应对气体静压径向轴承的影响

基于气体润滑理论和空气动力学的基本原理,建立气体静压径向轴承的气膜数学模型,通过数值分析和试验相结合的方法,分析了不同供气压力、偏心率、转速时,双向流固耦合和流固热耦合作用对气体静压径向轴承承载力和刚度的影响规律。通过理论分析,明确了高速电主轴气体轴承工作过程中压缩热和摩擦热的形成机理和持续局部温升对气膜和固体边界的协同耦合作用机制;借助数值计算,描述了气膜内部气动热温度场(供气孔出口压缩热和气膜入口的摩擦热)对气膜流场特性和固体边界的作用效果。     

静压气体轴承主轴系统回转误差的控制与补偿

为了提高主轴系统的回转精度,以数控机床静压气体轴承的主轴系统为研究对象,设计以静压气体轴承为主承载元件、主动磁轴承为辅助元件的主轴系统结构。对主轴回转误差的分离进行建模分析,利用主动磁轴承的可控性设计回转误差的控制和补偿方法,并用MATLAB仿真分析该方法对回转误差的补偿结果。结果表明,该主轴系统利用主动磁轴承(AMB)的可控性和静压气体轴承较高的回转精度,由磁轴承作为误差补偿机构,提高了主轴系统的回转精度。     

球磨机动静压轴承结构参数的选择

动压轴承结构简单,但油膜的形成及保持须一定的条件,故使用范围受到一定限制.本文讨论了球磨机主轴轴承应采用的形式,给出了动静压轴承在大型球磨机中的结构形式,并就轴承的宽径比L/D,中空轴轴颈的轴肩与轴瓦两侧面预留间隙值,轴瓦与中空轴轴颈间的配合侧隙,轴瓦与中空轴轴颈的配合接触角以及轴瓦与瓦座的配合接触面对球磨机滑动主轴承承载能力和轴瓦磨损、发热的影响,进行了分析.     

一种气体静压球面轴承的参数优化方法

将遗传算法应用于设计气体静压球面轴承的主要参数，结合气浮式动平衡测量装置的要求，给出了算法实现的具体操作步骤和计算结果，开发了应用软件。实验结果表明提出的方法是可行且合理的。     

结构参数以及工质对静压气体轴承动力学参数的影响

基于MATLAB编程,通过有限差分法(FDM)耦合比例分割法获得压力分布;采用偏导数法(PDM)推导出扰动状态的润滑方程求得静压气体轴承的动力学特性参数;分析静压气体轴承的结构参数(供气孔数量、气膜间隙、节流方式)以及工质(空气和He)对其动力学特性的影响,以及动刚度和动阻尼系数随着各参数的变化规律。结果表明:气膜间隙、单排供气孔数以及工质的种类对直接刚度均有影响,但对阻尼一级交叉刚度系数影响较小;节流方式对直接刚度系数以及直接阻尼系数影响较大,对多交叉刚度系数以及交叉阻尼系数影响较小;固有孔节流的主刚度以及主阻尼系数大于间隙节流。     

十字均压槽对平面静压气浮轴承动态性能的影响研究

为解决平面静压气浮轴承受外界周期性扰动而振动的问题,将线性摄动法技术和流量连续性边界应用到频域内振动分析模型中,开展了气膜内压强对振动的响应分析。建立了气膜压强稳态、振动实部和振动虚部之间的耦合关系,提出了压强扰动项虚部和实部分离方法,在频域内轴承刚度和阻尼系数变化上对十字均压槽的作用进行了评价,进行了不同气膜厚度条件下轴承刚度和阻尼系数的数值模拟。研究结果表明:十字均压槽对频域内动态刚度和阻尼系数的影响受气膜厚度(h)影响,当6μm h 7. 5μm时,十字均压槽既增大了轴承刚度,又提高了轴承稳定性;当9. 7μm h 16μm时,尽管十字均压槽提高了轴承的刚度,但降低了轴承稳定性。     

狭缝节流动静压气体径向滑动轴承性能研究

以狭缝节流动静压气体径向滑动轴承为研究对象,采用有限差分方法求解其可压缩气体润滑Reynolds方程,获得压力分布,进而获得轴承承载力、刚度、阻尼等表征滑动轴承静动态特性的参数,并分析偏心率、长径比、槽宽比等轴承的结构参数及供气压力和转速等工况对轴承动静态性能的影响规律。结果表明:在轴承其他参数确定的情况下,连续性狭缝轴承较非续性狭缝轴承具有更大的承载力和刚度;增大偏心率、长径比、供气压力和减小槽宽比均能增加轴承的承载力和刚度;大偏心率、高转速下轴承动压效应突出,可有效提高轴承的承载能力和稳定性能。     

几何形误差对气体静压圆柱轴承运动精度的影响

几何形误差是影响气体静压圆柱轴承运动精度的主要因素之一。本文从理论上研究了气体轴承副零件因加工过程中形成的几何形误差对气体静压圆柱轴承运动精度的影响,并且,对轴颈具有加工误差时气体静压圆柱轴承的运动精度进行了研究,给出了轴颈的几何形误差与轴承运动精度关系的表达式,为轴承运动精度的理论分析提供了可靠的依据。     

低温氦透平膨胀机静压气体径向轴承的改进设计

针对超导托卡马克(Experimental advanced superconducting Tokamak, EAST)氦制冷机中的低温氦透平膨胀机运行不稳定性问题,从雷诺方程出发,推导出可以一次性计算得到静压气体轴承4个性能参数的计算程序:承载能力、刚度系数、气体消耗量和摩擦功耗.做出承载能力和气体消耗量随小孔直径和随半径间隙的变化曲线.在现有条件下提出改进氦透平膨胀机的设计方法,试验结果表明,此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性,该研究成果是下一步整体改进EAST低温氦透平膨胀机重要理论的前提.