多孔质静压气体轴承设计（上）

多孔质静压气体轴承是一种有无数微小供气孔分布在轴承工作表面上而供气的空气轴承,它与多数供气孔静压轴承相比,负载能力大、刚度高。可是,多孔质材料其烧结成形表面的波度大、光洁度低,如果不进行特殊的精密加工拿来就用,轴承间隙会达到数十微米以上,根本不能使用,图1所示为采用多孔质材料的静压轴承。多孔质静压空气支承有两种常用的结构形式。一种是静压滑动支承,如图(a).它是用来承受轴向力的,为了工艺方便多做成独立的圆形或方形零件,俗称“气足”,另一种是常见     

不同加工工艺的多孔质微米凹面气体静压轴承特性研究

为了提升多孔质气体静压止推轴承的刚度及精度稳定性,对作用面面型为平面、微米凹面的多孔质气体静压轴承作对比研究。用Gambit和Fluent软件进行建模和仿真分析,并以平面、1.5和3μm两种凹槽深度为参数,研究凹槽深度对多孔质气体静压止推轴承承载力及刚度特性影响。仿真及试验结果对比分析表明:气膜厚度1～20μm,承载力及静态刚度随凹槽深度变大而增强;精密车削与研磨加工工艺对微米级凹槽刚度及稳定性影响较大,凹槽形状误差易引起气锤现象。     

多孔质气体静压丝杠螺母副研究

气体静压丝杠螺母间的气体薄膜使气体静压丝杠螺母之间的摩擦、磨损极小,极大地提高了静压丝杠螺母副的使用寿命.螺母所采用的多孔质材料可提供众多的微小节流孔,使气体静压多孔质丝杠螺母副具有高承载能力、高阻尼和很好的稳定性等优点.本文根据气体静压丝杠螺母副的几何模型与气体静压圆锥轴承的几何模型的相似性,即气体静压丝杠螺母副可看作是相对的气体静压圆锥轴承以一定的螺距沿轴方向排列而成的,通过对气体静压圆锥轴承的分析和有限元推导,分析了气体静压丝杠螺母副的静态性能.并通过实验验证了理论推导的正确性.     

静压轴承的设计方法(1)

静压轴承就是由外部把润滑油强制地打入轴承间隙内,形成油膜,由油膜的静压来支承负载的轴承。这样,尽管轴承的二个面之间完全没有相对运动,也可保持其润滑状态。由于由外部供给高压油,所以它就可以具有较高的承载能力。这种轴承使轴与轴承由油膜完全分离开,所以轴承的摩擦阻力很小,尤其是起动摩擦阻力几乎等于零,它具有适于高速运转,较低的轴承运转温度,较好的减震性等优点。因此,近年来已引起人们的广泛注意。     

静压轴承的设计方法(2)

在其设计过程中,根据前章所述的各种基本特性的计算,并考虑各种适当的设计条件,就可确定轴承的结构、形式及尺寸。本章中主要介绍最佳的轴承凸肩形式和节流器的选定以及设计顺序。     

基于ANSYS的多孔质静压轴承径向特性数值模拟

文章提出了一种基于ANSYS Workbench 14．5平台的多孔质静压轴承径向特性数值模拟方法。首先采用FLUENT模块完成多孔介质和气膜间隙区域的流场分析,得到流体域的压力分布;然后利用Static Structure模块将流体域的计算结果耦合到主轴转子上进行静力分析,得到主轴转子的应变,并且对主轴转子的强度进行了校核;接着对主轴转子表面分布的应力进行积分,得到多孔质静压轴承的承载力,进而通过逐差法得到径向刚度;最后确定了多孔质静压轴承在不同承载条件下获得最佳刚度的气膜间隙范围。     

静压气体推力轴承性能检测装置设计

研究了静压气体推力轴承气膜内气体压力分布、轴承承载能力的检测方法并研制了实验装置。该实验装置有以下两方面的优点:一是采用极坐标运动平台定位气体压力传感器测试点,实现气膜内气体压力检测,同时避免了x-y运动平台双轴联动定位误差。二是采用杠杆加载原理,可避免直接加载对砝码尺寸的限制,扩大实验加载力的范围,还能实现力的连续加载,且不会产生加载力波动。实验结果与仿真结果吻合,达到了预期的要求。检测方法和实验装置可为超精密静压气体润滑理论的进一步发展提供有力的实验支撑。     

基于FLUENT软件的多孔质静压轴承静态特性的仿真与实验研究

将计算流体力学中的FLUENT软件成功地引入到多孔质静压轴承研究领域.该软件对边界条件、计算模型、控制参数及网格质量方面都有严格要求.本文应用该软件对多孔质静压径向轴承进行了三维流场的计算,得到了气体在多孔质静压轴承中的压力变化图像及轴承承载能力的数据,进而可以根据承载能力计算轴承的静态刚度.最后在自行研制的实验台上对仿真结果进行实验验证.     

高精度气体静压轴承内孔研磨工艺

在现有机械加工手段中,内孔研磨加工是满足高精度轴承内孔形位精度及光洁度的有效手段。主要介绍内孔研磨前的一些工艺准备措施、研磨过程的控制及精度检测,为后续类似高精度轴承内孔加工提供方法。     

精密工作台气体静压轴承的有限元分析

一、引言气体静压轴承由于采用粘度较小的气体作为润滑剂,因而具有摩擦阻力小,运动速度快,精度高,无爬行等特点。而且,气体可由支承排入大气,不污染环境和光电器件,不必采用专门的密封装置,适用于大规模集成电路制造中的工艺条件,所以是图形发生器,光刻机,铭版机,     

薄板反馈在气体静压轴承中的作用

本文主要分析了薄板反馈节流的工作机理,给出了一些有益的结论,并给出了压力正反馈节流的定义。     

新型微孔节流气体静压轴承的特性研究

针对狭缝节流静压气体止推轴承的狭缝加工质量难以保证的问题,提出了一种微孔节流气体静压止推轴承。基于Fluent软件,保证轴承的总节流面积相同,通过改变气膜厚度、节流孔(缝)深度,对比研究了狭缝节流和微孔节流静压气体止推轴承的承载力、刚度及耗气量;其后对轴承的总节流面积取不同值时的轴承特性进行分析对比,从而判断了两种轴承在一定条件下是否具有互换性。结果表明:气膜厚度、节流孔(缝)深度、轴承的总节流面积取不同值时,微孔节流静压气体止推轴承在承载力、刚度及耗气量上都与狭缝节流静压气体止推轴承有较高的一致性;在一定的工况下,微孔节流静压气体止推轴承可以代替狭缝节流静压气体止推轴承。     

均压槽气体静压轴承承载性能研究

为提高气体静压轴承的承载能力,基于超精密微小型机床的气浮导轨模型,在其气体静压轴承顶部的工作面设计直线形、双弧形和X形三种均压槽结构.建立轴承气膜的CFD(Computational Fluid Dynamics)模型,通过仿真计算得到轴承气膜的压力分布以及轴承的气体质量流量.综合考虑轴承顶部和底部两部分气膜对承载性能...     

狭缝节流静压气体止推轴承性能研究

为研究狭缝节流气体止推轴承流场特性,利用运动方程、连续性方程及气体状态方程推导了流场的压力分布公式、质量流量公式和最佳刚度条件,并在一定的参数条件下计算了轴承的承载和刚度。理论分析和计算结果表明,在其他参数相同的条件下,轴承的承载力和质量流量随狭缝的宽度的增加而增加;随着狭缝深度的增加而减小;在其它结构参数相同的条件下,随着狭缝深度的增加,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加;随着狭缝宽度的减小,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加。     

中小型静压轴承系列设计简介

1.前言在一九七○年以前,我所对液体静压支承进行了一系列参数性能试验,并已将试验结果应用于各类机床,普遍收到较好的效果。为了扩大使用范围,方便设计,我所于一九七三年编制了“φ40～φ200液体静压轴承系列设计参数”单行本,供各工厂使用。此后由于应用的发展,推力静压轴承的应用越来越多,于一九七八年又出版了“液体静压轴承设计计算”一书,其中补充了环形油腔推力静压轴承设计部份。在此期间国内外发表了很多有关静压支承设计计算的文献,并出版了一些手册;在试验研究上也有新的发展,如腔内孔式回油液体静     

气体静压轴承技术及其在电主轴上的应用

简述了气体静压轴承的工作原理、类型、特点、用途以及研究现状，概括了气体静压轴承性能分析方法、工程设计方法以及当前的研究热点。最后介绍了气体静压电主轴及其应用的国内外现状。     

小孔节流式盘状静压止推气体轴承主要几何参数的设计

采用保角变换有限元方法计算量纲一的供气孔分布圆半径C、供气孔直径d和供气孔数n对小孔节流盘状静压止推气体轴承静态性能的影响。对承载力特性影响较大的参数是供气孔直径d和供气孔数n,对流量和静刚度特性影响较大的参数是量纲一的供气孔分布圆半径C、供气孔直径d和供气孔数n。按照优先考虑静刚度指标和兼顾流量、承载力指标的设计原则,从分析中得到了一般情况下该类轴承主要几何参数的推荐取值范围。     

磨床主轴静压轴承的改进设计

我厂从国内某机床厂购回一台导轨磨床，该机床自使用以来，精度逐年下降，而且磨完工件后，在全长上布满明显的波纹，和生产厂家联系，也无较好解决办法。该机床轴承是一种静压轴承，我们分析，可能是轴承刚度太低和阻尼不合理。我厂车床导轨采用镇钢导轨，硬度较高，磨削后出现明显的波纹，这是不允许的。广州机床研究所对静压技术有较深研究、因此，我们参照该所推荐的设计资料进行优化设计。1任向轴承设计（l）轴承参数轴承直径Db＝100（nun）；轴承长度Lb二11（nun）；轴向封油边长度L二10（un）；回油槽宽度取4（m）；四周方向封池边…     

小间隙下狭缝节流静压气体止推轴承静态性能的研究

减小气膜间隙可以提高气体轴承的刚度和承载,为研究小间隙下狭缝节流气体止推轴承静特性,运用FLUENT软件对小间隙下狭缝节流止推轴承进行流场仿真。采用滑移边界条件对小间隙下轴承流场进行计算,结果表明,随着气膜厚度的增加,滑移的影响逐渐减小,当膜厚大于等于4μm时滑移影响可以忽略。计算了狭缝结构对轴承静特性的影响,结果表明,在其他参数相同的条件下,轴承的承载力随狭缝的宽度的增加而增加;随着狭缝深度的增加而减小。在其它结构参数相同的条件下,随着狭缝宽度的减小,最大刚度值增加,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小;随着狭缝深度的增加,最大刚度值增加,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小。