圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能研究.pdf

1、圓錐液體靜壓軸承是液體靜壓支承的一種特殊形式，具有高精度、高剛度、高穩(wěn)定性等一系列優(yōu)點，在精密超精密加工領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。但由于潤滑油的粘性耗散，這類軸承在工作過程中不可避免的會產(chǎn)生溫升，進而導(dǎo)致潤滑油粘度變化和零件熱變形，最終會引起軸承支承性能的下降和工作精度的喪失。所以研究圓錐液體靜壓軸承的熱態(tài)性能對提高此類軸承的性能和精度具有重要意義。因此，本文采用理論分析、數(shù)值仿真和實驗研究相結(jié)合的手段，探索了圓錐液體靜壓軸承的熱態(tài)性能及

2、其變化規(guī)律。
　　理論分析了圓錐液體靜壓軸承的生熱機理和傳熱機制，推導(dǎo)了基于絕熱等粘度假設(shè)下的潤滑油溫升計算公式，分析選取了各換熱邊界的換熱系數(shù);在考慮流固耦合傳熱和粘溫效應(yīng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了圓錐液體靜壓軸承的耦合熱態(tài)數(shù)學(xué)模型。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，建立了圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)分析數(shù)值仿真模型。通過仿真計算，獲得了軸承潤滑油和固體零件的溫度場分布及其變化規(guī)律，掌握了溫升后潤滑油的粘度變化情況和零件熱變形情況，研究了溫升對軸承

3、靜態(tài)性能和工作精度的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:轉(zhuǎn)速、進油壓力、油膜間隙等參數(shù)對圓錐液體靜壓軸承的熱態(tài)性能有較大影響。
　　搭建了圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能實驗平臺，對上述規(guī)律進行了實驗驗證。實驗測試了不同轉(zhuǎn)速、進油壓力、油膜間隙下的溫升及熱變形情況，并與仿真結(jié)果進行了對比分析。仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合良好，證實了模型的合理性和仿真結(jié)果的可信性。
　　系統(tǒng)地總結(jié)了一系列改善圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能的措施。仿真計算和實驗表明，部分措施