不等封油边静压轴承的设计及应用

通常在静压轴承的设计和计算中,一般都是把主轴看成刚体,忽略主轴在轴承中的弯曲挠度对轴承油膜刚度的影响。而我们研制的不等封油边静压轴承,则不仅考虑了主轴挠度的影响,而且变主轴挠度这个不利因素为提高轴承油膜刚度的有利因素。因此,不等封油边静压轴承的设计,是在固定节流静压轴承的基础上,通过改善轴承本身结构(即轴向封油边不相等),来提高轴承的刚度性能的。与采用固定节流形式的有周向回油槽及无周向回油槽静压轴承相比,不等封油边静压轴承的油膜刚度要大40～90％。     

分布式双向可倾瓦动静压推力轴承的静动特性研究

针对机床主轴对推力轴承的高刚度与高精度要求,用可倾瓦块代替部分静压油垫,提出了一种由可倾瓦块和静压油腔联合承载的分布式双向可倾瓦动静压推力轴承.首先建立了分布式双向可倾瓦动静压轴承的润滑模型,提出了基于平衡点性能合成的轴承静动特性计算方法.针对案例轴承对节流器的结构参数进行了优化,分析了载荷、转速、单边间隙和预负荷系数等因素对轴承性能的影响规律,包括刚度、偏心距和温升等轴承静动特性.结果 表明:在合理的参数条件下,该新型可倾瓦动静压轴承的刚度和精度优于双向静压推力轴承,而可倾瓦动压油膜与油腔静压油膜之间的解耦特征,也有利于通过可倾瓦支点进行轴承性能调控.     

高压大流量薄膜反馈装置

高精度、高效率的大型磨床,往往采用薄膜反馈节流式的液体静压轴承、它具有刚度高、温升低、发热少、运动精度稳定、摩擦小、磨损小、精度保持性好、转速变化对轴承刚度的影响小。抗振性能好等优点。我厂原设计的薄膜反馈装置由于结构尺寸的局限性,在调试大型机床时就凭经验,凑薄膜尺寸、这样既影响生产进度,也难达到较好的工作性能,怎样选择好薄膜反馈装置的尺寸规格,是使静压轴承具有较高刚度的关键,本文结合实际情况,重新确定某些参数,设计了一种高压大流量的薄膜反馈装置。一、薄膜反馈节流式液体静压轴承的基本承载原理液体静…     

外间隙节流液体静压轴承的设计计算

我校在高速磨床与磨削的研究中,采用了三块超短轴瓦动压轴承,这种轴承自位性能好,温升低,结构简单,制造容易,对于一般高速外圆磨床和一般低速普通磨床还是可用的。但它的缺点是轴承间隙不够稳定,主要原因是球头螺钉的球面及螺纹连结处接触刚性较差。液体静压轴承接触刚性很高,能适应高精度、高效率重型机床主轴系统的要求。在我国广泛采用的定压式静压轴承中,不管是固定节流(如小孔节流、毛细管节流),或是可变节流(如薄     

内部节流液静压内圆主轴

内部节流液静压内圆主轴的节流器直接加工在轴承内表面上,这样,主轴总体结构简单,可避免节流器的阻塞。此外还有以下优点:1.油腔压力的变化要比小孔节流器快;2.压力比与轴承间隙无关;3.偏心率不大时,轴承刚性高。文章介绍了主轴结构、内部节流器液静压轴承的设计计算与制造装配等。     

M115W外圆磨床磨头液体静压轴承改装设计

不等封油边静压轴承,利用主轴挠度对轴承油膜刚度的影响,变主轴挠度这个不利因素为提高轴承油膜刚度的有利因素.因此,不等封油边静压轴承的设计,是在固定节流静压轴承的基础上,通过改善轴承本身结构提高轴承的承载能力.M115W外圆磨床磨头采用不等封油边液体静压轴承进行改装设计,提高了主轴系统的刚度,改装后的M115W外圆磨床达到了原有的加工精度和使用性能.     

小孔节流深浅腔动静压轴承承载特性解析研究

小孔节流深浅腔动静压轴承是一种采用小孔节流器实现节流作用及浅腔实现二次节流作用的动静压混合轴承。针对现有理论不能解析研究油腔结构参数及工作参数对承载特性影响规律的不足,以及计算流体力学数值仿真软件计算时周期长,而不便于工程设计人员应用的缺点,基于油腔压强分段线性化的思想,建立分析小孔节流深浅腔动静压轴承的油腔压强、承载能力、静刚度、进油流量及温升等承载特性的解析方法。进而以该方法研究动静压轴承的供油压强、主轴转速、进油孔径、浅腔深度、初始油膜厚度等参数对轴承承载特性的影响规律。研究发现,在其他结构参数及工作参数一定的条件下,浅腔深度为初始油膜厚度的2～3倍时,轴承刚度接近最大、温升接近最低。通过油腔压强的解析值与试验值的比较,证实了该方法的有效性和研究结果的正确性。     

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。     

空气静压轴承在超高速微细孔钻削电主轴中的应用

介绍了超高速微细孔钻削的主要特点以及对钻削主轴组件的基本要求.针对这些要求,提出了将空气静压轴承应用于超高速微钻削电主轴支承结构中.对空气静压轴承支承的电主轴结构进行了分析,对径向及推力空气静压轴承的节流形式、节流器参数设计以及轴承间隙调整等问题进行了详细的论述.     

有限体积法与正交试验法相结合的动静压轴承结构优化设计

针对小孔节流深浅腔动静压轴承的性能优化问题,基于平行平板扩散流动计算模型及流量守恒原理,推导了微元控制体边界压力的插值函数,提出了分析小孔节流深浅腔动静压轴承的油腔压力、承载力、静刚度、进油流量及温升等承载特性的有限体积计算方法。使用该方法研究了供油压力、主轴转速、进油孔径、浅腔深度、初始油膜厚度等参数对小孔节流深浅腔动静压轴承承载特性的影响规律,从而得到了以上相关参数的优化区间。在此基础上,采用四因素三水平的正交试验法,在满足多目标性能最优的前提下,得到了小孔节流深浅腔动静压轴承结构参数与工作参数的最优组合。以该组参数试制了小孔节流深浅腔动静压轴承并建立了试验平台,测量了不同转速及供油压力下油腔的压力值。试验结果表明,轴承油腔压力试验数据及理论计算值随主轴转速的变化趋势一致;误差在11%以内。验证了有限体积法与正交试验法相结合的动静压轴承结构优化设计方法的正确性。     

液体动静压混合轴承

液体动静压混合轴承是一种既综合了液体动压轴承和液体静压轴承的优点,同时又克服了两者缺点的新型多油楔油膜滑动轴承。由于利用小孔和浅腔二次节流形成的静压承载力将主轴悬浮在高压油膜中间,从而提高了主轴刚度和抗过载能力;同时由于高压油膜本身具有很好的均化作用,使主轴获得了很高的回转精度。主要技术指标:主轴端部锥面径向跳动<0.001mm;主轴轴     

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。     

新型水润滑动静压高速主轴轴承的流场模拟

轴承过热会造成高速高刚度主轴抱轴,导致主轴失效。如何提高小间隙轴承内的泄油量来降低轴承温升,是高速高刚度主轴轴承设计必须考虑的重要因素。提出一种新型的可应用于高速机床主轴的高速水润滑多孔阶梯轴承,应用FLUENT软件对其流场进行模拟分析。根据轴承的对称性,选用1/8轴承建立流场分析模型。分析结果表明,可以在同一个深腔内开设有进出油孔的结构,从进油孔节流后流入深腔的润滑油不会无效泄漏,可达到降低轴承温升的目的;深腔内的润滑油为紊流,而浅腔中润滑油紊流现象逐渐减弱;进油孔的节流形式为孔式环面节流。     

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。     

不等封油边腔内孔式回油静压轴承

腔内孔式回油静压轴承[1]和不等封油边静压轴承[2],都是采用固定节流形式,利用主轴受载后的挠度来提高轴承油膜刚度的静压轴承。这两种轴承,当主轴直径为一定,在两支承跨距及外伸长度大的情况下使用,可获得很高的刚度,甚至到无穷大。然而在一般中小型机床中,支承跨距和外伸长度     

寄精度车床主轴的研常

随着用户对大型回转类零件的加工要求也越来越高,这就要求机床能够满足高速、重载、高精度及恒速切削。传统的机床主轴大多为长轴,两端轴承支撑,这种结构拆装不方便,很难保证工作台的几何精度,而且在安装和使用过程中主轴轴承间隙不方便进行调整,对于静压导轨的油膜刚度调整也非常困难。为了克服现有的车床主轴拆装不方便、间隙调整困难的不足,我们研制了一种高精度车床主轴,该车床主轴具有拆装方便、轴承间隙调整容易、加工精度低的特点。     

内反馈圆台节流器在静动压轴承上的应用

内反馈节流静压轴承具有油膜刚度高,不易堵塞,轴承性能不受轴承间隙影响等优点。缺点是轴承长度长和摩擦功耗高等。夏恒青提出的圆台式节流腔的新结构,将圆台节流器放在轴承的周向封油面上,使内节流支承的节流腔尺寸达到最小,从而克服其缺点,使内节流支承的优点得以充分发挥。     

微孔阵列式空气静压径向轴承特性研究及结构优化

采用CFD软件Ansys flotran对不同结构参数的微孔阵列式空气静压径向轴承进行全参数三维实体建模,分析微孔阵列式节流器的微孔个数、节流器微孔直径、平均半径间隙以及节流器轴向位置对空气静压径向轴承静态特性的影响。结果表明：在一定范围内,增加节流器微孔个数能显著提高轴承承载力和刚度;当平均半径间隙一定时,减小节流微孔直径可以提高轴承承载力和刚度;存在最佳的平均半径间隙使得轴承的承载力最大,轴承刚度则随平均半径间隙的减小而增大;存在最佳的节流器轴向位置使得轴承承载力和刚度最大。利用上述结论可实现微孔阵列式径向轴承的结构参数优化。     

动静压轴承在磨床精化中的作用

一、绪言磨床主轴轴承是影响磨床加工精度、光洁度及效率的一个重要因素,素有“心脏”、“灵魂”之称。为了制造精密磨床,上海机床厂从五十年代后期起在国内首先开展静压技术的研究及应用,先后在四十余个品种的各类精密、大型磨床上应用具有自己特色的各类静压支承,体现出静压支承的高精度,高刚度及长寿命等的一系列优点。对提高产品质量起了积极的作用,取得良好的成效。七十年代后期又率先推出多油楔阶梯动静压轴承(DYNASTAT轴承),目前已形成HSDB-1(无外节流)及HSDB-R(有外节流)两个系列。使轴承的性能有了进一步提高。也使磨床的加工精度、效率、光洁度有了     

液体静压主轴液膜剪切模型重构与试验反求研究

液体静压轴承由于具有精度高、刚度高、减振性好和无磨损等优点,在精密超精密机床主轴中获得了广泛应用。但现有的基于液膜牛顿剪切假设的液体静压轴承设计理论在实际应用中与测试结果存在显著的差别,难以满足液体静压主轴精确定量设计的需要。在对液体静压主轴长期研究并跟踪其实际应用发现,按照最佳节流比原则设计的液体静压主轴,理论上的节流间隙和轴承流量等参数往往与实际采用或测试的参数存在显著差异,部分案例的差异达到40%以上。为了建立更精确的液体静压轴承设计理论,有必要对其基本假设——液膜牛顿剪切模型,进行重新研究。利用滚动轴承电主轴和液体静压轴承作为动力源和测试对象,建立了带回油槽的4腔液体静压轴承原理性试验台,利用该试验台进行了不同液膜间隙、不同轴颈表面粗糙度、不同转速和供油压力等条件下的轴承流量等参数试验,发现了不同参数条件下理论设计值和实际测试值的偏离规律。在此基础上,逆向重构了与试验测试结果吻合度高的液体静压轴承液膜压力流量模型,进而反求得到了数学形式上可能的液体静压轴承液膜剪切新模型;进一步通过对各类新模型物理意义的解读,选择确认了轴颈表面带滑移的液膜剪切模型。研究工作为进一步建立可准确进行...