真空預(yù)載荷靜壓氣體軸承的研究.pdf

1、靜壓氣體軸承具有高精度、高速度、高運(yùn)動分辨率、爬行小、污染少、熱穩(wěn)定好等優(yōu)點(diǎn)，從而廣泛應(yīng)用于精密測量儀器、超精密加工和微細(xì)加工等工程場合。以靜壓氣體止推軸承為基礎(chǔ)的靜壓氣體導(dǎo)軌得到快速發(fā)展。但是，無論是平面封閉型、圓筒封閉型還是重力平衡型氣體導(dǎo)軌都存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大等問題。本文采用真空預(yù)載荷技術(shù)，靜壓氣體止推軸承結(jié)構(gòu)中加入真空腔，不但有效地簡化靜壓氣體導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，并且使得導(dǎo)軌的承載特性得到很大提高。
　　本文以環(huán)矩形氣體軸承

2、和圓盤形氣體軸承為例，詳細(xì)的分析加入真空腔對靜壓氣體軸承承載特性的的影響關(guān)系，主要做以下工作：
　　首先，根據(jù)壓力邊界條件，應(yīng)用加權(quán)余量法對無因次化的雷諾方程進(jìn)行降階；然后，引入氣膜壓力插值函數(shù)，采用有限單元法把氣體潤滑問題轉(zhuǎn)換為具有非線性項(xiàng)的壓力方程組。采用MATLAB軟件對壓力方程進(jìn)行編程求解。該程序能夠計(jì)算不同真空腔面積下，氣體軸承的靜態(tài)特性。
　　對環(huán)矩形真空預(yù)載荷氣體軸承進(jìn)行了仿真分析，分析了真空腔面積大小對承載特

3、性的影響，以及不同設(shè)計(jì)參數(shù)下氣體軸承的靜態(tài)特性變化規(guī)律，然后比較了真空預(yù)載荷的作用效果。
　　對圓盤形真空預(yù)載荷氣體軸承進(jìn)行計(jì)算分析，主要研究了不同真空腔面積對軸承特性的影響，詳細(xì)分析氣體軸承靜特性變化規(guī)律及真空預(yù)載荷效果。
　　最后，加工出實(shí)驗(yàn)樣品，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，通過對比分析實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)證了理論分析模型正確性，以及真空預(yù)載荷的可行性。
　　本課題的研究對進(jìn)一步完善靜壓氣體軸承理論具有一定的理論價(jià)值；