可控节流液体静压主轴回转精度提升的机理研究

可控节流技术可以显著提高液体静压主轴的刚度和回转精度,在工程上已得到实验证实,但是液体静压主轴在可控节流条件下是如何提高回转精度的过渡过程一直不明确。利用现有的液体静压主轴理论,还不能定量解释可控节流静压主轴从不平衡状态到平衡状态、以及稳态回转误差显著缩小的过渡过程。在考虑轴颈惯性力和非线性油膜力的基础上,根据可控节流器的工作原理和节流特性,建立了可控节流液体静压主轴动态轴心轨迹的理论模型,利用该模型进行数值模拟对过渡过程中的一系列物理现象做出了合理的定量解释。研究发现,在轴承结构参数和液压系统参数相同的条件下,可控节流主轴相比于固定节流可以显著缩短轴心轨迹的过渡过程响应时间、减小轴颈偏心位移、降低主轴稳态回转误差,从理论上揭示了可控节流器可以提高液体静压主轴油膜刚度和回转精度的物理机理。     

液体静压轴承薄膜节流新结构的设计分析

根据岛式薄膜受力及边界条件,给出了岛式薄膜节流器的变形系数解析式。常规薄膜节流器和岛式薄膜节流器对比分析表明,岛式薄膜节流器克服了常规薄膜节流器近似缝隙节流和薄膜易翘曲的不足,实现了真正的缝隙节流,其承载能力也大幅度提高。     

液体静压导轨最佳节流参数的研究与应用

通过采用新型可变节流器、静态性能新表达式，分析静压导轨间隙与载荷之间的关系呈S形的曲线，导轨工作在这段曲线上其间隙将随外加载荷的增减而剧烈变化。通过优化节流参数和选择三次曲线两拐点之间连线作为工作载荷范围，保证了导轨问隙在一定载荷范围内变化最小和液体静压导轨具有良好的直线运动精度。     

介绍一种静压轴承用玻璃管节流器

提高基础件的质量,外圆精磨是必要条件之一,例如阀芯的加工精度要求靡床的加工精度能达到粗糙度值不高于Ra0.2μm,圆度误差小于1μm,圆柱度误差小于3μm,其中圆度的要求尤为重要,因为它对阀的性能影响较大。由此机床主轴(砂轮轴)的刚性和旋转精度对工件质量的影响更为突出。 我们在六十年代初就对多种型式的静压轴承,特别对多种节流器进行了长期的性能对比试验,感到我国机床用静压轴承,必须符合简单、实用、可靠这三点要求,并为实行我国静压轴承商品化创造条件。国外如SKF早就实现了静压轴承商品化。     

空气静压轴承孔型节流器的CFD研究

应用计算流体力学CFD软件,建立了空气静压轴承孔型节流器的流体边界模型,根据雷诺方程运用等温条件下的κ-ε湍流模型,给定合适的初始值和边界条件,计算得到了孔型节流器的速度场及压强场的分布,分析了节流孔直径对速度和压强的影响.     

薄膜节流六腔静压轴承的设计计算

对静压轴承作了一般性介绍,提出了静压轴承的设计准则。通过双薄膜节流六油腔静压轴承的设计实例,演释了静压轴承设计的通用模式;实例的结果验证了设计方法是科学的、有效的、正确的,为磨床砂轮架静压轴承设计打开了一个新的思路。     

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。     

扭板节流静压轴承设计与应用

本文介绍了一种扭板反馈节流开式无回油槽静压力推力轴承的设计，安装及运行情况，可供读者参考。     

液体静压轴承动态特性的探讨

针对按静刚度理论设计的液体静压轴承,在实际应用中存在的高速性能差、动态特性差、加工精度低的缺点进行了剖析和探讨;根据液体静压支承的原理和液体连续流动的理论,提出了液体静压轴承在主轴高速运转时动态特性是影响活塞销孔加工精度的主要因素的观点;并依此为设计依据,实际应用于高速精密静压活塞销孔镗床轴系中,提高了活塞销孔的加工精度,取得了较好的应用效果。以动态特性作为高速精密静压轴系优化设计目标理论的应用,简化了高速液体静压轴承的设计及制造,使高速精密静压轴系在生产中易于推广应用。     

小孔节流方式对气体静压轴承工作刚度影响的分析

本文对小孔节流方式中的简单孔节流和环形孔节流形式对气体静压轴承工作风度的影响进行了理论分析,通过比较从而得出,采用简单孔节流方式的轴承比环形孔节流方式的轴承具有更高的工作刚度。     

基于ANSYS 12.0的静压轴承双向流固耦合分析

静压轴承油膜承载能力的设计和轴承材料的选择对静压轴承的工作性能和使用寿命显得尤为重要。应用ANSYS12.0软件Workbench,ANSYSMechanical和CFX的流固耦合功能对某大型球磨机静压轴承进行双向流固耦合分析,校核静压轴承油膜的承载能力和轴承材料的结构强度。     

漆膜影响下滑动轴承性能分析

漆膜是润滑油中一种化学反应的产物。为了分析漆膜对滑动轴承性能的影响,将漆膜简化为轴承承载区内的突起状矩形积垢物,在Reynolds方程基础上,通过修改轴承间隙函数及其对角度的偏导数来考虑不规则间隙影响,应用有限差分法建立含漆膜滑动轴承性能计算模型,分析含漆膜轴承和无漆膜轴承内压力分布、油膜厚度、轴颈中心位置、温升等特性。结果表明,含漆膜轴承承载区内同时存在漆膜引起的台阶流动和轴承收敛间隙引起的挤压流动效应,台阶流效应改变了滑动轴承油膜压力分布特性和轴承承载特性,导致轴颈平衡位置发生改变;漆膜越厚,偏心率和偏位角越小;出现漆膜后,轴承最小油膜厚度减小,最大油膜压力增大,承载能力减小,润滑油温升增大,对轴承安全运行将产生不利影响;漆膜张角较小时,最小间隙附近台阶流动形成的动压效应明显,容易形成局部高压和高温,漆膜张角增大到一定程度后,漆膜对轴承性能的影响趋于平缓。     

划片机中的新型高刚度动静压气体径向轴承

为了提高精密划片机主轴系统的旋转精度和刚度,设计了一种带有可变节流器与可变均压槽相结合的动静压气体径向轴承,通过气膜压力反馈使弹性薄板产生变形,控制节流器与均压槽参数发生变化,从而提高轴承刚度。详细介绍了该轴承的结构、工作原理与工作过程,并与普通双排八孔动静压空气径向轴承的承载力和刚度特性进行了对比试验分析,结果表明该新型轴承的承载力和刚度均明显高于普通轴承。     

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。     

可倾瓦径向节流器静态特性的仿真分析

利用COMSOL仿真软件建立可倾瓦径向节流器气体流域仿真模型,在供气压力为0.3～0.6MPa,气膜厚度为5～25μm条件下,研究可倾瓦径向节流器的结构参数和供气压力对节流器静态性能的影响,结果表明：均压槽能够明显提高节流器的承载能力;承载力和刚度随着供气压力的增大而增大;承载力随偏心率（0～0.9）、节流孔孔径（0.1～0.3mm）的增大表现为先增大后减小,刚度表现为先减小后增大;气膜间隙较小时（5～10μm）,槽长、槽深的增加可以明显提高承载力和刚度;槽宽（0.2～0.6mm）对节流器承载力和刚度的影响效果不显著。     

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。     

可控挤压油膜阻尼器振动特性实验研究

提出一种新型可控挤压油膜阻尼器(简称CSFD),并实验研究该CSFD支撑的轴承-转子系统的振动特性。利用数值方法计算得到了转子系统的临界转速和振型图;搭建柔性转子振动试验台,在不同转速和不同的供油压力下,对轴颈处位移信号进行测试和分析研究。实验结果表明:与普通圆瓦轴承相比,CSFD轴承对转子的振动起到良好的抑制作用;无论是在低速还是高速情况下,CSFD轴承的供油压力越大,转子的振幅越小,特别是在临界转速下减振效果显著。通过Hilbert-Huang变换对升速位移信号进行分析,发现随着供油压力的增加,竖直方向上在临界转速时的能量发散现象严重,出现较多高频成分。     

微尺度下液体静压轴承性能研究

针对液体静压轴承油膜缝隙流动所出现的微尺度效应,采用计算流体力学的分析方法,应用Navier速度滑移模型,将近壁面速度滑移边界条件引入到油膜二维流动,推导出适合流体二维流动的N-S方程,并对轴承承载力和刚度进行分析。结果表明,微尺度下速度滑移对轴承的承载力和刚度造成了极大的影响,滑移长度增加时,轴承的最大承载能力将严重减小,油膜刚度将会增加;滑移的发生导致最优的油膜厚度变小。