可控节流参数对液体静压轴承特性的影响研究

节流器是液体静压主轴的核心元件,其节流特性对液体静压主轴的刚度和回转精度具有直接影响。针对现有节流器在主轴工作时节流特性不可控的不足,提出一款预压预调型可控节流器。在分析可控节流器工作原理和节流特性基础上,根据流体润滑理论,建立基于可控节流器的液体静压轴承承载性能的理论模型,研究可控节流器供油压力、弹簧刚度和控制油腔压力等参数对液体静压轴承承载性能的影响规律,并与固定节流液体静压轴承的承载性能进行对比。研究发现,在其他结构参数及工作参数一定的条件下,可控节流器能够显著地提高液体静压轴承的油膜刚度;在不同偏心率条件下,可控节流液体静压轴承的最佳油膜刚度对应的节流参数不同。在开发的液体静压电主轴试验台上进行了试验研究,通过对油腔压力和油膜刚度的理论计算值与试验测量值的对比,证实了可控节流方案的有效性。     

静压轴承在磨床上的应用

一、静压轴承的基本原理及其两种节流形式:图中所示为我厂二成品车间SASL315×400特大无心磨床改装后之静压轴承原理示意图。其中采用的节流器是薄膜反馈式。为了便于说明问题,我们仅举位于主轴上下的一对油腔和相应的薄膜反馈节流器为例,即:当主轴没有受到径向载荷W作用时,进入各油腔的压力油把主轴悬浮在轴承的中心,这时各油腔的间隙及油腔压力相同,便保持着平直状态。从图中可看出:当薄膜处     

基于CFX的液体静压轴承关键参数优化

为研制某曲轴随动磨床砂轮主轴系统,首先要对液体静压轴承进行设计。为此利用计算流体动力学软件CFX对液体静压轴承内部流场进行数值模拟,从油腔深度、小孔节流器孔径、轴承间隙3个关键性参数进行优化研究,通过分析油膜压力分布,求解最优参数。结果表明:通过分析对比液体静压轴承内部流场的数值模拟结果可以看出,最佳的油腔深度、小孔节流器孔径、轴承间隙对轴承承载能力起着非常重要的作用,也为后续研制该磨床液体静压轴承和对该类型的液体静压轴承的流体动力学分析提供参考。     

不同节流方式的滑动轴承油膜静态性能求解

针对毛细管、小孔、滑阀反馈和薄膜反馈4种节流方式,结合三油腔动静压混合油膜轴承及四油腔静压轴承,建立了轴承油膜静态性能求解的数学模型。从Reynolds方程的离散、间隙函数数学模型的建立、边界条件的确定、连续性方程的建立、不同节流方式的进油流量数学模型的推导、轴承的承载能力及温升等方面分析了轴承油膜静态性能的求解。计算结果表明:采用毛细管和小孔节流轴承的承载能力和油膜刚度较低;而采用滑阀反馈和薄膜反馈节流轴承具有较高的油膜刚度和承载能力。     

基于流固耦合的薄膜节流器仿真分析

应用有限元分析软件ANSYS和流固耦合分析方法,对新型岛式薄膜节流器和常规薄膜节流器在同等边界条件下,进行模拟仿真分析,得到两种节流器上、下腔液体压力分布及两种薄膜变形.仿真对比分析证实了新型岛式薄膜中心圆台变形平缓,使薄膜不易塑性变形,减小了薄膜节流静压轴承由于局部液压冲击产生的系统失稳,利于薄膜节流器的设计计算.     

静压支承应用和调试中的一些问题

一、应用中的一些问题 我们在研制 80米/秒高速外圆磨床时遇到过薄膜反馈节流器的薄膜和从节流器到轴承之间的导管产生共振、砂轮主轴转速高时轴承温度过高、止推轴承油囊压力在主轴转动时压力下降、开式液体静压导轨油垫载荷范围难以计算和这一类导轨工作性能不佳等问题。限于篇幅,这里仅就下列三个问题谈些解决办法。 1.薄膜节流器薄膜和节流器到轴承之间导管的共振 我们采用的回油囊薄膜反馈节流轴流式液体静压轴承的技术参数是(参见图 1):轴径 D=7 cm;轴承长度L=6 cm;节流边宽度B=SL=0.6 cm;轴承间隙 h0=3×10-3cm;用 10#机械油。节流…     

基于小孔节流的静压油膜轴承动态特性分析

静压轴承的动静态特性在很大程度上受到节流装置的影响,以小孔节流的静压轴承为研究对象,开展其动态特性理论的研究。利用两平行平板缝隙液体流量公式推导了轴承油腔流出的流量数学模型,并充分考虑了主轴转子速度对流量的影响因素,使之更符合实际工况;在对小孔节流后流入轴承油腔的流量方程进行线性化处理的基础上,建立了静压轴承系统的流量连续性方程;结合轴承-主轴系统动力学方程,推导出小孔节流的静压轴承系统动态特性的传递函数,分析了小孔节流静压轴承系统的动态特性。结果表明:小孔节流的四油腔静压轴承动态响应速度在0.06~0.12 s范围内变化,增大供油压力、油腔承载面积、主轴转速及减小油膜粘度、油膜间隙等均有助于提高轴承系统的响应速度。研究结果对于指导工程设计具有一定的参考价值。     

内反馈静压轴承原理及设计计算

一般的定压式静压轴承的节流器和轴承往往是两体的,因此通常称作为具有外部节流器的静压轴承。目前在机床上开始应用的内反馈静压轴承是一种新型的定压式静压轴承。它的结构是在轴承上,除了具有一般静压轴承的工作油腔外,还设有反馈油腔,它是利用反馈油腔的封油面和主轴之间的间隙来实现节流的,随着主轴上的负载变化,主轴和轴承的间隙也随之变化,因此它也属于可变节流,由于以上原因。它的油膜刚性要比固定节流(如小孔、毛细管节流式)大得多。同时由于具有节流作用的封油面周长较长,因此节流器堵塞的可能性就较小。     

不等腔薄膜反馈式环形静压导轨设计

由两个或4个环形静压导轨组成的高精度、低摩擦、短行程的往复运动机构在机械装备中有很好的应用前景。在导轴的轴向上作往复运动的导套沿周向通常加工有两对油腔,当主承载方向上的成对油腔面积大于辅助承载方向上另一成对油腔时,导套在主承载方向上便具有更大的承载能力。加之,与成对油腔相连接的节流器采用薄膜反馈式节流器,当导套承受外载荷时节流器薄膜发生变形,改变了薄膜两边的节流液阻,促使薄膜两边的出油压力进一步增减。两者叠加,导套在主承载方向上进一步提高了承载能力。对于不等腔薄膜反馈式环形静压导轨参数设计及导套承载力,提出了1种新的计算方法。采用这一方法设计出的大理石静压排锯已应用于生产中,且不同偏心率下的导套承载力的计算结果与试验结果吻合较好,证明该理论模型的正确性。     

节流器的改制

节流器是定压供油式液体静压轴承或液体静压支承的主要元件,定压供油式液体静压轴承或静压支承工作性能的好坏很大程度上取决于节流器的型式和参数。 我厂应用的原苏联产52345n滚齿机的节流器是一组合型缝隙节流器。其结构如图所示,它有一个进油口P_1和6个出油孔P_2,6个出油孔分别接入6个油腔来支承卡盘。在节流器壳体内侧有一轴向油槽,在心