油膜厚度对闭式液体静压导轨性能的影响

为了研究油膜厚度对静压支承的影响,以闭式液体静压导轨为研究对象,确定了导轨系统的初始参数;基于力平衡方程及流量方程,建立了功率损失、静态性能、动态性能的数学模型;将总功率损失、承载能力和静刚度、固有频率、调整时间和动刚度等参数作为导轨的性能指标,利用MATLAB软件定量分析了油膜厚度对导轨性能的影响。研究结果表明:增大油膜厚度,则液体静压导轨的总功率损失增大,调整时间变长,承载能力不变,静刚度、固有频率及动刚度减小。因此,减小油膜厚度,可降低导轨总功率损失,提高静态性能和动态性能。研究结果为工程实际中闭式液体静压导轨静压油膜的设计提供了理论依据。     

油膜厚度对闭式液体静压导轨性能的影响

为了研究油膜厚度对静压支承的影响,以闭式液体静压导轨为研究对象,确定了导轨系统的初始参数;基于力平衡方程及流量方程,建立了功率损失、静态性能、动态性能的数学模型;将总功率损失、承载能力和静刚度、固有频率、调整时间和动刚度等参数作为导轨的性能指标,利用MATLAB软件定量分析了油膜厚度对导轨性能的影响。研究结果表明：增大油膜厚度,则液体静压导轨的总功率损失增大,调整时间变长,承载能力不变,静刚度、固有频率及动刚度减小。因此,减小油膜厚度,可降低导轨总功率损失,提高静态性能和动态性能。研究结果为工程实际中闭式液体静压导轨静压油膜的设计提供了理论依据。     

液体圆柱静压导轨设计参数对其性能的影响

为研究液体圆柱静压导轨的初始参数对导轨性能的影响,以内反馈节流形式的液体圆柱静压导轨为研究对象,列出力平衡方程、流量连续性方程,经推导和线性化处理得到液体圆柱静压导轨的线性化微分方程组,利用Laplace变换得到传递函数,推导出液体圆柱静压导轨的数学模型。从时域、频域内分别分析初始油膜厚度、油液黏度、供油压力对导轨性能的影响。研究表明在低频段减小初始油膜厚度、增大油液黏度和供油压力,在高频段增大初始油膜厚度,可增大导轨动态刚度,提高支承的稳定性,减小导轨间隙相对稳态位移值。在高频段,油液黏度、供油压力对液体圆柱静压导轨的动态性能影响不大。研究工作对液体圆柱静压导轨的设计提供参考价值。     

直驱转台双静压导轨油膜刚度与承载力研究

静压导轨是现代重型精密机床的关键部件,其油腔油膜刚度大小直接影响着直驱转台的刚度和固有频率,进而直接影响到工件的表面质量与加工精度,因此对于油膜刚度的分析有着重要的意义。针对静压导轨的工作原理进行了阐述,建立了静压导轨油腔模型,在此基础上对铣车复合加工中心在车、铣工况下的油膜刚度进行了计算,并且以MATLAB为工具得到了切削轴向分力和工件重量对油膜刚度、厚度的影响曲线。研究表明,随着轴向力和工件重量变大,油膜刚度近似线性增大,油膜厚度非线性减小,减小速度原来越慢。     

液体静压导轨及其设计研究

介绍了液体静压导轨工作原理、特点、分类及适用场合，分析了承载能力、油膜刚度、油膜厚度以及导轨间隙等静压导轨设计的影响因素。     

机床液体静压导轨油膜厚度确定的研究

从功率损失、油膜刚度等方面,介绍了机床液体静压导轨最佳油膜厚度的确定方法,对实际油膜厚度的设计具有指导意义.     

定量供油开式液体静压环形导轨油膜厚度研究

简要介绍了定量供油开式液体静压环形导轨的结构、工作原理,并进行了油膜厚度计算及油膜刚度分析,可为该种静压导轨油膜厚度的确定提供参考。     

液体静压主轴油膜滑移现象的分析及试验研究

针对液体静压主轴运动过程中动态特性问题,研究微尺度下油膜滑移对轴承承载力,刚度及动态刚度的影响。把微尺度下发生的速度滑移引入到油膜性能方程中,结合液体静压主轴系统平衡方程推导出了主轴系统承载力、刚度及动态刚度表达式,研究了油膜初期主轴静动态性能及油膜动刚度特性。从仿真结果中得到油膜滑移的发生使得承载力及刚度增大,最大刚度对应油膜厚度减小。最后刚度检测试验间接得出了实际主轴系统油膜流动过程中,存在油膜微滑移现象。本项研究为液体静压主轴微尺度下油膜滑移现象及性能的研究探索了一条新途径。     

立式车床静压导轨的设计

静压导轨具有摩擦系数小、导轨磨损少、进给速度的变化对油膜刚度的影响小、低速运动时速度均匀等特点,因此在重型及超重型立车上较多采用静压导轨。文中以准12.5m立车为例,介绍了其静压导轨设计过程及相关参数的选择。     

液体静压导轨技术分析

液体静压导轨技术主要用于精密与超精密机床,现介绍静压导轨滑块的工作原理,并分别从油膜厚度、流量控制器、热变形这三个影响因素出发,对液体静压导轨的性能进行阐述,总结众多学者对这三方面影响因素的研究成果。     

Theoretical Analysis and Numerical Simulation of the Static and Dynamic Characteristics of Hydrostatic Guides Based on Progressive Mengen Flow Controller

The oil film thickness of oil hydrostatic guide with constant pressure supply based on capillary restrictor is greatly affected by load,and this kind of hydrostatic guide is usually applied to the machine tools with moderate load.The static and dynamic characteristics of the guide have been studied by using some theoretical,numerical and experimental approaches,and some methods and measures have been proposed to improve its performances.The hydrostatic guide based on progressive mengen(PM) flow controller is especially suitable for the heavy numerical control(NC) machine tools.However,few literatures about the research on the static and dynamic characteristics of the hydrostatic guides based on PM flow controller are reported.In this paper,the formulae are derived for analyzing the static and dynamic characteristics of hydrostatic guides with rectangle pockets and PM flow controller according to the theory of hydrostatic bearing.On the basis of the analysis of hydrostatic bearing with circular pocket,some equations are derived for solving the static pressure,volume pressure and squeezing pressure which influence the dynamic characteristics of hydrostatic guides with rectangle pocket.The function and the influencing factors of three pressures are clarified.The formulae of amplitude-frequency characteristics and dynamic stiffness of the hydrostatic guide system are derived.With the help of software MATLAB,programs are coded with C++ language to simulate numerically the static and dynamic characteristics of the hydrostatic guide based on PM flow controller.The simulation results indicate that the sensitive oil volume between the outlet of the PM flow controller and the guide pocket has the greatest influence on the characteristics of the guide,and it should be reduced as small as possible when the field working condition is met.Choosing the oil with a greater viscosity is also helpful in improving the dynamic performance of hydrostatic guides.The research work has instructing significance for analyzing and designing the guide with PM flow controller.     

定量式静压转台动态特性建模与影响因素分析

静压转台的动力学性能对转台的综合性能有较大影响,所以对转台在动载作用下响应的深入研究对于转台优化设计及提升转台的综合性能有重要作用。根据Christensen的模型计算考虑表面粗糙度的情况下静压转台支承油垫及预压油垫的非线性承载力。建立多油垫转台的多自由度动力学模型,应用龙哥库塔法计算转台在均载及偏载时转台的响应及转台的稳定时间和稳态油膜厚度,分析表面粗糙度、转台初始油膜厚度、转台支承及预压油垫进油流量、转台转动对转台动态特性的影响。结果表明偏载使得转台的动态性能下降并使转台的某些支承油垫油膜厚度出现较大幅度降低。较小的油膜初始厚度和较大的流量可以提升转台的动态性能,而表面粗糙度等因素对于转台的动态特性也有比较明显的影响其中周向粗糙度倾向与提高转台性能而径向粗糙度则倾向于降低转台性能。所建的模型及分析结论将为转台的优化设计及转台综合性能的提升提供理论基础。     

润滑油黏度对液体静压导轨性能的影响

为了提高液体静压导轨的性能,采用5种牌号润滑油,定量分析了润滑油黏度对导轨性能的影响。首先,根据现场工况确定了导轨系统的初始设计参数,计算了不同温度、不同牌号润滑油的动力黏度;接着,基于导轨的力平衡方程及流量方程,建立了导轨系统总功率损失、静态性能、动态性能的线性化数学模型,以总功率损失、承载能力、静刚度、固有频率、调整时间和动刚度作为导轨系统的性能指标;最后,利用MATLAB软件分析了润滑油黏度对导轨性能的影响。研究表明：增大润滑油牌号(VG22→VG100),降低工作温度(60℃→10℃),润滑油黏度增大,导轨系统总功率损失由507.58W (VG22,60℃)降低至33.93W (VG100,10℃),承载能力、静刚度、固有频率恒定不变,调整时间由29.84μs (VG22,60℃)缩短至0.46 μs (VG100,10℃),动刚度由173kN/μm (VG22,60℃)增大至10 369kN/μm (VG100,10℃)。因此,增大润滑油的动力黏度,能降低导轨系统的功率损失,静态性能不受其影响,动态性能大大提高。     

速度滑移影响下液体静压止推轴承静态性能分析

为了研究微尺度下速度滑移对液体静压止推轴承性能的影响,将速度滑移模型引入传统雷诺方程中,得到修正的雷诺方程;通过求解修正后的雷诺方程,得到速度滑移影响下八油腔液体静压止推轴承的静态性能特性。研究结果表明:速度滑移的存在并没有改变轴承性能的变化趋势,但使得相同油膜厚度下油膜压力、轴承承载力和刚度增大;随着滑移长度的增大,轴承油腔压力、承载力及刚度增大,最优油膜厚度变小;轴承的承载力和刚度随着供油压力的增大而增大,供油压力相同时,速度滑移使得轴承承载力和刚度有一定程度的增大。     

带人字槽和轴向微通槽的动静压气体轴承静态特性

设计带人字槽和轴向微通槽的动静压气体轴承,运用FLUENT对其静态特性进行仿真分析,通过改变轴向微通槽深度、偏心率、气膜厚度、供气压力等参数,研究其对轴承刚度和承载能力的影响。结果表明：其他条件不变,偏心率越大,轴承刚度越小、承载能力越大;人字槽可以提升气体轴承的承载能力和刚度,主轴转速越快,动压效应越强,轴承刚度和承载能力越大;随微通槽深度增加,轴承刚度先增大后保持稳定,轴承承载能力先增大后减小,因此当微通槽深度过大时,轴承刚度变化不大,但轴承承载能力会减小。     

复合节流式静压气体轴承静态特性分析

为进一步提升静压气体轴承的静态性能,以普通孔式节流为基础,配合表面周向和径向槽节流,提出复合节流式静压气体轴承,以充分发挥2种节流方式的优点,使静压气体轴承具有更好的承载能力和刚度。利用Fluent计算轴承内流场参数并分析流场特性,比较复合节流式与普通孔式节流静压气体轴承的承载能力和刚度,并研究孔式参数和表面槽参数对复合节流式静压气体轴承静态特性的影响。结果表明：在一定气膜厚度范围内,复合节流式静压气体轴承对于提升承载力、增强刚度有着显著的效果;复合式节流因为有表面槽二次节流的存在,均压效果更好。增加节流孔数、节流孔直径、节流孔分布圆半径,以及在气膜厚度较小时增加表面槽长、槽宽、槽深,均有利于增加轴承承载力;在气膜厚度较小时,增加节流孔数、减小节流孔直径,以及增加表面槽长和槽宽、降低槽深,均有利于增加轴承刚度。     

Dynamic analysis of hydrodynamic bearing performance in ic engines by using Taguchi technique and Response Surface Methodology (RSM)

Much work has already been carried out on hydrodynamic bearings under static loads, but very little literature is available on the investigation under dynamic loads and its effect on inertia forces of engine parts like pistons, connecting rods, crank shafts and flywheels. An attempt is made in this paper to analyze the effect of load, journal speed, bearing width and mass flow rate with respect to variations in oil film thickness on power loss by fluctuations in pressure gradient, stiffness and damping effect during dynamic loading conditions. The oil film thickness is measured under various conditions of fluctuating/steady load, journal speed, bearing width and mass flow rate. The oil film thickness is measured by an eddy current gap sensor to deduce the shaft trajectories by using the experimental setup. The same concept is analyzed and compared with Taguchi techniques and response surface methodology (RSM). The vital role of this technique is considered for designing the experiment (robust design) and analyzing the dynamic sinusoidal loading effect. Also we analyze whether the solution for minimizing effect of the change in load causes a change in pressure gradient, which will create a delay in time response in the pressure gradient, which creates physical contact between the journal and bearing, causing power loss.