基于FLUENT的液体动静压轴承承载特性分析

以浙江帅锋精密机械制造有限公司研发生产的闭式双点肘节式高速超精密压力机为研究对象,研究静压轴承在压力机曲轴支撑端的应用.针对多油腔动静压轴承压力油流动的复杂性,使用计算流体动力学软件FLUENT对液体动静压轴承压力场分布进行研究.介绍了动静压轴承的理论知识和计算流体力学的数值理论,并对主轴转速和供油压力对动静压轴承承载特性的影响做了深入的分析.结果表明:随着供油压力或主轴转速的增加,承载能力随之线性增加.     

基于FLUENT的液体动静压轴承承载特性分析（英文）

以浙江帅锋精密机械制造有限公司研发生产的闭式双点肘节式高速超精密压力机为研究对象,研究静压轴承在压力机曲轴支撑端的应用。针对多油腔动静压轴承压力油流动的复杂性,使用计算流体动力学软件FLUENT对液体动静压轴承压力场分布进行研究。介绍了动静压轴承的理论知识和计算流体力学的数值理论,并对主轴转速和供油压力对动静压轴承承载特性的影响做了深入的分析。结果表明:随着供油压力或主轴转速的增加,承载能力随之线性增加。     

内外膜独立供油径推浮环动静压轴承静特性研究

提出一种新型结构的径向-推力浮环动静压轴承,该轴承采用两路供油系统分别对内外膜进行独立供油。用有限元法计算内外膜独立供油时该轴承的静特性参数,分析供油压力变化对内、外膜静特性参数的影响,为继续研究独立供油时轴承动特性以及稳定性提供参考。     

机床电主轴动静压轴承性能的仿真和试验研究

先进制造方式需要机床具有高速高精密的电主轴功能部件,选用动静压轴承可以提高车削加工中心电主轴的刚度和回转精度,因此选择动静压轴承作为主轴的支撑形式。轴承周向有4个浅腔形式油腔,以小孔节流形式恒压供油。建立润滑分析模型,分析轴承的承载力、最小膜厚和温升等静态性能指标。在卧式试验台上测试轴承的动态性能,结果表明：刚度随着转速的增加主要呈增大趋势,转速在3 000~6 000 r/min时刚度值比较稳定;水平方向和垂直方向的最大振幅分别为4.5、3.9 μm。若要提高回转精度可对转子轴系进行优化,并做好动平衡及隔振。     

精密磨床液体静压轴承的多物理场耦合热分析

为了提高精密磨床的加工精度,以机床主轴系统的液体静压轴承为研究对象。通过应用热流固耦合(Thermal Fluid Solid Interaction,TFSI)方法求解该耦合系统的连续性方程、能量方程和Navier-Stokes方程组,得到耦合系统的油膜压力场、油膜温度场、轴承温度场、轴承变形场等参数。结果表明,随着轴颈转速的增加,滑动轴承油膜压力和温度不断增加;随着供油压力的增加,油膜温度几乎没有变化。文章得出的仿真结果对液体静压轴承的结构设计和工艺参数优化有一定的参考意义,且采用有限元软件计算液体静压轴承耦合传热问题能更有效地反映真实的传热情况。     

考虑节流形式的液体静压导轨油膜动刚度建模研究

液体静压导轨的动刚度性能直接影响着机床的加工精度。为分析不同节流形式下液体静压导轨的动刚度变化趋势,分别选取固定液阻、可变液阻与无液阻节流,建立液体静压导轨的承载力与动刚度模型。当导轨使用固定液阻或可变液阻节流时,导轨承载力F随初始阻尼比的增加而减小,随油膜厚度变化率ε的增加而增大;导轨动刚度s随初始阻尼比的增加逐渐呈现明显的峰值,且该峰值随初始阻尼比的增加逐渐向较大的油膜厚度变化率ε方向移动;在相同条件下,可变液阻节流在较小的油膜厚度变化率ε下能获得较大的导轨承载力F与导轨动刚度;无液阻节流时,导轨刚度与导轨承载力随压力比、油膜厚度变化率ε的增大呈单调递增。     

液体静压轴承-主轴系统静态性能的研究

本文以小孔节流四油垫液体静压轴承——主轴系统为例,研究了供油压力、主轴转速、主轴轴线倾斜、轴承温升以及加载角等对静压轴承——主轴系统性能的影响;研究了静压径向轴承的静态性能的计算方法,并通过对一台MBM52W型外圆磨床静压轴承——主轴系统的分析计算,获得了一些有价值的结果。     

静动压轧机油膜轴承静压特性的研究

静动压油膜轴承是在液体动压润滑轴承和液体静压轴承的基础上发展起来的新型油膜轴承。静动压油膜轴承是一种兼有两者优点的轴承,其正常工作的速度范围较大,能够充分利用油膜的动压效应。通过采用CFD仿真技术,对1030-76WJJ静动压油膜轴承的静压特性进行了深入研究,建立了不同偏心率时的静动压油膜轴承的流体域模型,通过对静动压油膜轴承流体域边界条件的设定和求解,得出了轴承偏心率变化时对其静压特性的影响。同时研究了恒流量供油系统和恒压力供油系统时的静动压油膜轴承的承载能力和静压区域压力分布,对静动压油膜轴承的设计提供了理论指导,为静动压油膜轴承静压特性的研究提供了新的思路。     

JG-80/6静压轴承供油装置简介

液体静压轴承要靠一定压力和流量的压力油供应才能工作。因而就需要有一个合理的可靠的供油系统。随着静压技术越来越广泛的使用,供油系统也越来越显示出它的重要性。目前,国内在静压技术的应用中,供油系统各不相同,多数是合理的,能保证静压轴承的可靠工作;也有一部分,由于设计或使用不合理影响了静压轴承的正常使用.     

机床动静压滑动轴承的计算分析

针对机床主轴系统中应用较广的动静压滑动轴承，给出了压力分布的有限元计算方法；对不同工作条件下压力分布特点及结构参数对压力分布的影响进行了分析研究。结果表明，动静压滑动轴承能综合利用静压和动压轴承的优点，特别适用于宽转速范围的机床主轴中。     

动静压混合作用轴承试验与计算

提高动压滑动轴承的承载力一般有几个途径:(1)提高润滑油粘度;(2)减少轴承间隙;(3)提高工作转速;(4)加大轴承直径和轴承长度。当机械的结构和传动已确定,可以改变的则仅有前两项,然而提高润滑油粘度和减少轴承间隙会使轴承工作温升提高。为此,我们提供另一种办法,就是对动压轴承开设静压油腔,使动、静压联合作用,即本文所介绍的动静压混合作用轴承。这种轴承在同样尺寸和工作参数下比     

流固耦合作用的高速精密轧辊磨头动静压轴承油膜性能研究

根据一种高速精密轧辊磨床可调式动静压轴承的工作原理求出其在不同接触状态时所受的接触力。采用双向流固耦合分析方法,对轴承处于正常挤压、极限松弛和极限挤压状态时在不同供油压力情况下的轴承润滑油膜的压力分布及其静力学分析,用以满足国产高速精密轧辊磨头综合测试实验的要求。结果表明:随着轴承供油压力的增大,轴承油膜的油膜压力增大,轴承的形变量减小;随着轴承挤压程度的加深,轴承的油膜压力增大,应变加剧;随着主轴旋转速度增大,轴承油膜的油膜压力增大。     

基于动网格技术的空气静压轴承线刚度及角刚度分析

为了在超精密机床设主轴设计阶段准确得到空气静压轴承的静态特性,文章提出了一种基于Fluent动网格技术的数值仿真方法,综合分析了在考虑进气孔直径、进气压力、气膜厚度及轴承转速等条件下对空气静压轴承线刚度及角刚度的影响。结果表明:轴承线刚度随气膜厚度的减小、进气压力的增大而增大,且最大线刚度所对应的进气孔直径随压力增大而增加;轴承角刚度随气膜厚度的减小、进气孔压力和进气孔直径的增大而增加。     

滑动轴承贫油润滑特性分析

基于广义Reynolds方程,建立圆柱滑动轴承贫油润滑模型,分析了入口油膜厚度对滑动轴承贫油润滑性能的影响。数值计算结果表明:在载荷和转速不变时,供油条件明显影响油膜收敛区的油膜厚度、承载力等参数;随入口油膜厚度的增加,滑动轴承承载区油膜厚度、端泄流量、有效承载面积增加,而轴承偏心率和油膜起始角随供油量的增加而减小。     

轴承套圈表面超声滚挤压加工硬化模型

为了提高轴承表层性能,获得较好的表面硬度,对超声滚挤压加工强化处理后的轴承套圈进行显微硬度测试,研究静压力、工件转速、进给量3个主要加工参数对轴承试样表面层硬度、硬化层深度的影响规律,建立了超声滚挤压轴承套圈表面加工硬化回归模型,并验证了模型的准确性。研究结果表明,轴承套圈表面硬化层深度可达250μm,表面硬度随静压力的增大而增大,随进给量的增大而减小,随转速的增大先增大后减小;其中静压力对硬度和硬化层深度的影响最大,进给量次之,转速影响相对较小;使用所建立的表面硬度模型进行预测的结果与试验结果最大误差为1. 29%,说明该模型可用于不同工艺参数下轴承套圈表面硬度的预测和优化。     

基于ANSYS-FLUENT的高精密液体静压径向轴承动静态特性研究

以液体静压轴承为支撑的电主轴是高精密数控机床的一个最为关键的组成部件。静压轴承润滑油膜的压力分布、刚度和温度场的分布直接影响数控机床的加工精度。基于液体静压技术理论,对轴承的流量、静压腔压力和刚度进行数值计算。基于ANSYS-FLUENT联合仿真平台,以液体静压径向轴承的润滑油膜为研究对象,对其压力场、流场和温度场分布等进行了静态和瞬态的研究,仿真结果与数值计算结果取得了很好的一致性。分析表明,静压腔内的润滑油的压力和温度分布不会因为主轴的转速变化而发生明显的变化,而周向封油边和轴向封油边是压力和温度变化的敏感位置。     

高速电主轴用球轴承油气润滑温度场仿真与实验研究

基于局部热源计算轴承内部生热,考虑不同转速计算油气润滑下轴承滚道表面对流换热系数,采用Mixture多相流模型结合RNG k-ε湍流模型和Fluent软件动网格技术,建立球轴承两相流场模型,求解得到电主轴球轴承油气润滑温度场,分析轴承内部温度分布,给出最佳供油量的确定方法。对某高速电主轴用球轴承进行了油气润滑两相计算,结果表明:随着转速增大,轴承总摩擦生热率急剧增大,且转速越大,增长幅度越大;给定工况存在最佳供油量,且最佳供油量随转速增大而增大。最后通过电主轴轴承实验证明了该模型对油气润滑模拟的可靠性。     

超精密静压导轨油膜支撑特性分析

当机床静压导轨滑块偏移时,油膜间隙厚度发生了改变,从而导致了机床静压导轨不同位置油膜的承载力和刚度均发生了变化。为了研究在不同供油压力下滑块的偏移量对静压导轨液膜承载力和刚度的影响,从流体仿真角度对超精密磨床静压导轨上起支撑作用的油膜进行分析,并对导轨滑块进行模态分析。首先对超精密机床进行建模并分别对其固体区域和流体区域进行网格划分;其次通过西门子旗下的STAR CCM+软件对静压导轨液膜进行了流体分析,得到供油压力和液膜厚度对油膜承载力,刚度特性的影响规律;最后将油膜的刚度数据在ANSYS Workbench中简化为弹簧并进行模态分析,通过模态分析对超精密机床液压导轨进行识别,可以更好的掌握机床导轨性能。     

PM流量控制器在非对称动静压轴承中的应用

介绍了PM流量控制器的基本结构、工作原理及液阻、流量等参数的计算方法，推导了采用PM流量控制器时非对称三油腔动静压轴承的无穷刚度条件，并通过具体的实例得到了无穷刚度条件下PM流量控制器初始流量、供油压力及比流量之间的关系。分析结果表明，在不改变现有轴承结构的前提下，采用PM流量控制器可以大幅度提高系统的刚度和承载能力。该项理论研究对今后进行的轴承试验和分析提供了依据。     

WMB型液体动静压混合轴承及主轴功能部件

北京航空航天大学科技开发部推出WMB型液压动静压混合轴承及主轴功能部件一．WMB型液体动静压轴承是一种既综合了液体动压轴承和静压轴承的优点又克服厂二者缺点的高新技术产品。它利用孔式环面节流和浅腔节流串连,使压力油进入油腔后产生足够大的静态承载力,将不转动的主轴悬浮在高压油膜中,从而克服J主轴启动时磨损的现象,依靠浅腔阶梯效应,主轴转动后产生巨大的动压承载力,且有高的主轴刚度和抗过载能力,油膜的均化作用使主轴具有极高的旋转精度和运转平稳性。该产品已批量生产,现有“O”和“A”两个系列的轴承和YN、YW、Y…