基于FLUENT軟件的單軸氣浮臺設計及運動性能分析.pdf

1、單軸氣浮臺是氣體潤滑技術發(fā)展的產(chǎn)物。因其具有摩擦力小、運行平穩(wěn)、回轉精度高、受溫度影響小等優(yōu)點,在航天、航空領域及精密測量儀器上得到廣泛的應用。基于單軸氣浮臺利用能量衰減與旋轉移軸測量轉動慣量是物體轉動慣量測量的一種新方法,而單軸氣浮臺作為轉動慣量測量儀器的重要部件,其穩(wěn)定運行是實現(xiàn)物體轉動慣量測量的前提。所以,對單軸氣浮臺的研究有很大的意義。本文主要從兩方面對單軸氣浮臺進行研究:一是單軸氣浮臺的結構參數(shù)設計;二是單軸氣浮臺的運動性能研

2、究。
　　單軸氣浮臺是由徑向式和上、下止推式靜壓氣體軸承組成的復合型氣體軸承。在設計方面,采用了分部設計的思想,對各氣體軸承分別進行設計。以Reynolds方程作為研究流體潤滑的出發(fā)點,通過設置邊界條件求解,可得到氣體軸承的結構參數(shù)、氣膜厚度及節(jié)流孔的個數(shù)。利用gambit軟件進行建模、劃分網(wǎng)格;將網(wǎng)格模型導入到Fluent軟件中進行計算,分析軸承間隙中的氣壓分布。結果表明:氣壓下降幅度小、分布均勻。氣體軸承的結構參數(shù)合理,滿足設

3、計的要求。
　　為了校核轉動慣量測量儀器對單軸氣浮臺轉速的要求,通過分析氣體軸承的摩擦力矩得出單軸氣浮臺的摩擦力矩,再根據(jù)剛體繞定軸轉動的動能定理推導出氣浮臺的運動性能。為了確定不同氣壓是否會造成單軸氣浮臺發(fā)生徑向跳動,對氣浮臺徑向跳動量與轉速變化量之間的關系進行了分析。并設計了一套實驗用于驗證上述推導理論的正確性。實驗結果證明:氣浮臺運行平穩(wěn)其轉速是隨時間衰減的單指數(shù)函數(shù);供氣壓力不會造成氣浮臺的徑向跳動。單軸氣浮臺的運動性能對