高供氣壓圓盤止推軸承設(shè)計(jì)理論研究及實(shí)驗(yàn).pdf

1、氣體軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、摩擦系數(shù)低、定位精度高、摩擦磨損極小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靜壓氣體軸承也存在供氣壓力低、承載力小、剛度低的缺點(diǎn)，使其僅用于輕載精密支承。然而隨著現(xiàn)代尖端工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，迫切需要開發(fā)高壓重載氣體潤(rùn)滑軸承。氣體軸承的承載能力取決于軸承間隙內(nèi)部氣流的流動(dòng)狀態(tài)，而氣流的流動(dòng)狀態(tài)又與軸承結(jié)構(gòu)有著緊密聯(lián)系。借鑒風(fēng)洞中收縮段的相關(guān)設(shè)計(jì)理論，提出了一種采用雙對(duì)稱收縮段供氣的高供氣壓圓盤止推軸承，通過對(duì)軸承流道結(jié)構(gòu)的重新

2、設(shè)計(jì)，改善軸承內(nèi)部流場(chǎng)情況，消除供氣壓力的限制。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.建立基于不可壓縮位勢(shì)流的雙對(duì)稱收縮段流動(dòng)數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB軟件對(duì)收縮段出口流場(chǎng)特性進(jìn)行計(jì)算，通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析初步驗(yàn)證了本文所提出的設(shè)計(jì)方法的可行性。
　　2.基于可壓縮湍流模型，利用Fluent軟件對(duì)采用雙對(duì)稱收縮段供氣的高供氣壓圓盤止推軸承內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析。通過利用Fluent軟件計(jì)算的收縮段出口流場(chǎng)特性與利用M

3、ATLAB軟件計(jì)算的收縮段出口流場(chǎng)特性進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證了本文所提出的設(shè)計(jì)方法的可行性。
　　3.對(duì)不同結(jié)構(gòu)和參數(shù)情況下，采用雙對(duì)稱收縮段供氣的高供氣壓圓盤止推軸承內(nèi)部流場(chǎng)特性以及相應(yīng)的壓力分布特性、雷諾數(shù)分布、質(zhì)量流量以及承載力特性進(jìn)行了分析與對(duì)比。
　　理論分析與數(shù)值模擬的結(jié)果表明:在高供氣壓力和大氣膜間隙條件下，采用雙對(duì)稱收縮段供氣的高供氣壓圓盤止推軸承內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)均勻的流場(chǎng)，并且能夠克服軸承承載力受限于供氣壓力