螺旋槽氣體靜壓軸承的性能研究.pdf

1、氣浮軸承較之使用的傳統(tǒng)軸承而言有著很大優(yōu)勢，它具有的摩擦極小、溫升小、不產(chǎn)生污染以及能適應(yīng)惡劣環(huán)境等特點(diǎn)使之在現(xiàn)在的精密機(jī)械中得到大量運(yùn)用。就現(xiàn)階段來說,氣體軸承的發(fā)展方向基本都是向著更高速度、更高剛度、更好的穩(wěn)定性以及更高精確度的方向發(fā)展。然而，當(dāng)特定軸承的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度時會產(chǎn)生渦動，從而造成軸承旋轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定，這種現(xiàn)象對精密機(jī)械的正常工作往往會造成重大影響。
　　另外，氣浮軸承在高速旋轉(zhuǎn)時，能觀察到比較明顯的動壓效應(yīng)，如果能夠

2、利用好動壓效應(yīng)就能有效提高轉(zhuǎn)子剛度和轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性。但是，對于表面精度非常高的軸承內(nèi)孔和轉(zhuǎn)軸而言，單單依靠軸本身產(chǎn)生的動壓效應(yīng)得到的剛度是非常有限的。因此，針對這樣一個特定的現(xiàn)象，課題試圖從靜壓軸承的結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過在軸承上加一對螺旋槽來改進(jìn)氣體軸承的穩(wěn)定性。所以，本課題的主要工作重點(diǎn)將會放在螺旋槽對氣體軸承的承載能力以及穩(wěn)定性分析上。工作過程將會包括如下的幾點(diǎn)。
　　對于軸承靜特性分析。建立軸承的有限單元模型，根據(jù)雷諾方程，同時考慮軸

3、承的邊界條件，利用加權(quán)余量法建立承載能力以及剛度分布狀況的計(jì)算程序。此中重點(diǎn)考慮的是設(shè)置的螺旋槽結(jié)構(gòu)參數(shù)變化時靜特性的變化情況，并對不同情況下結(jié)果做直觀比較。
　　在得到氣體軸承的靜壓特性之后，分析軸承的動態(tài)特性。在這里主要使用的是PH攝動法。對雷諾方程進(jìn)行一階泰勒展開，這樣可以得到計(jì)算靜壓軸承動態(tài)剛度與阻尼。在計(jì)算過程中，通過差分法與超松弛迭代法求解偏微分方程組，使用Simpson復(fù)化積分法求解動特性系數(shù)，而對于穩(wěn)定性的判斷方法