制造誤差對多孔質(zhì)靜壓軸承靜動態(tài)特性的影響規(guī)律研究.pdf

1、氣體靜壓軸承是超精密機床的重要支撐部件，具有摩擦損耗小、無污染、精度高、壽命長等優(yōu)點。隨著超精密技術的不斷發(fā)展，對氣體靜壓軸承承載特性、回轉精度和穩(wěn)定性的要求也不斷提高。多孔質(zhì)氣體靜壓軸承以其穩(wěn)定性好、承載力高和精度更優(yōu)等特點，正逐步替代小孔節(jié)流形式的靜壓軸承成為國內(nèi)外學者研究的重點。然而，制造誤差對多孔質(zhì)氣體靜壓軸承靜動態(tài)特性影響規(guī)律的研究仍然存在困難，是進一步提高超精密機床精度亟待解決的問題。針對這一問題，本文在分析國內(nèi)外氣體靜壓軸

2、承的研究理論及方法的基礎上展開研究工作，旨在探求多孔質(zhì)氣體靜壓主軸制造誤差的表征方法、制造誤差對靜動態(tài)特性的影響規(guī)律。本文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）改進了多孔質(zhì)氣體靜壓軸承靜動態(tài)特性的數(shù)值求解方法?；诹黧w力學基本方程，結合多孔質(zhì)內(nèi)部流場規(guī)律，建立了多孔質(zhì)氣體靜壓軸承的求解方程；基于流體力學軟件，建立了多孔質(zhì)氣體靜壓軸承的數(shù)值求解模型；基于動網(wǎng)格技術改進了軸承轉子的動態(tài)回轉精度預測方法，通過將轉動速度轉化為線速度，添加至 Na

3、iver-Stokes方程動量源項的方式解決了回轉運動網(wǎng)格畸變問題，實現(xiàn)了對主軸運動過程的動態(tài)模擬，這將有利于推動靜壓軸承的影響規(guī)律的研究工作；
　?。?）研究了制造誤差的表征方法及其對軸承靜態(tài)特性的影響規(guī)律?；趯嶒灉y量與數(shù)學函數(shù)擬合的方式，對不同形式的制造誤差進行了表征，并嵌入到軸承的數(shù)值計算模型中；計算了不同形式的制造誤差對多孔質(zhì)氣體靜壓軸承的靜態(tài)特性的影響規(guī)律，得到了制造誤差的類型與幅值對徑向及軸向承載力和剛度的變化關系；

4、靜態(tài)特性實驗驗證了考慮制造誤差時的計算結果更接近真實值。上述工作將有助于多孔質(zhì)氣體靜壓軸承的結構設計。
　?。?）分析了不同制造誤差對多孔質(zhì)氣體靜壓軸承動態(tài)特性的影響規(guī)律?；谳S承轉子的回轉運動分析，研究了動不平衡量及圓度誤差對回轉精度的影響規(guī)律；通過比較有無制造誤差時，軸承間隙內(nèi)部的壓強分布、速度矢量及承載力的變化規(guī)律，分析了圓度誤差的動態(tài)影響機理；通過將圓柱度誤差對軸向的影響轉化為力的形式，采用動網(wǎng)格技術將其嵌入到軸向求解方程