高速重載動(dòng)靜壓混合推力軸承油膜剛度特性研究.pdf

1、液體靜壓推力軸承因其運(yùn)行精度高、穩(wěn)定性好、功耗低、吸振性好和工作壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)成為大型數(shù)控裝備的核心部件。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)數(shù)控裝備的旋轉(zhuǎn)速度和承載能力的要求也越來(lái)越高，液體靜壓推力軸承在高速重載工況下，剪切發(fā)熱增大，潤(rùn)滑油粘度下降，油膜變薄且分布不均，油膜剛度下降，局部出現(xiàn)邊界潤(rùn)滑或干摩擦，進(jìn)而產(chǎn)生摩擦學(xué)失效，靜壓損失嚴(yán)重。因此，提出一種新型靜壓油墊的結(jié)構(gòu)方式，使其在加工過(guò)程中產(chǎn)生傾角，滿足動(dòng)壓形成的條件下成為動(dòng)靜壓混合推力軸承，

2、提高其潤(rùn)滑性能和油膜剛度，解決在高速重載工況下的加工精度和穩(wěn)定性問(wèn)題。
　　通過(guò)理論推導(dǎo)出動(dòng)靜壓推力軸承的承載能力方程、平板流量方程、油膜厚度方程和油膜剛度方程，利用三維軟件UG對(duì)雙矩形腔可傾式油墊的油膜進(jìn)行模型建立，分別在軟件ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX中對(duì)油膜進(jìn)行網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)定，利用ANSYS CFX軟件分析相同轉(zhuǎn)速和承載工況下，動(dòng)靜壓油墊在不同傾角的油膜壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)的變化情況，通過(guò)比較分析，得出

3、可傾式油墊的傾角對(duì)油膜潤(rùn)滑性能和油膜剛度影響規(guī)律。對(duì)可傾式油墊的油腔面積進(jìn)行仿真計(jì)算出不同油腔面積下的油膜壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)云圖，得出油腔面積對(duì)可傾式動(dòng)靜壓推力軸承油膜潤(rùn)滑性能和油膜剛度的影響規(guī)律。對(duì)傾角和油腔面積進(jìn)行擬合研究，找出一種最合理的匹配方式，保證動(dòng)靜壓推力軸承穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)工作。
　　為了驗(yàn)證理論計(jì)算和模擬分析的正確性，在齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以立式車床為研究對(duì)象，利用傳感器在12t的工況下對(duì)不同轉(zhuǎn)速時(shí)油膜的壓