静压气体球轴承动态特性的实验研究

建立了静压气体球轴承气膜位移-动态力频响函数的数学模型。计算结果表明,轴承气膜频响函数的幅相频率特性随轴承工作点和摄动频率的变化而变化,表明气膜系统是一个强非线性系统。介绍了动特性实验装置的工作原理及系统固有模态对测试结果的影响。测试结果表明,在22~400 Hz的频段内,当气膜高度不大于70μm时,采用作者提出的静压气体球轴承频响函数计算方法,可以准确地计算出气膜位移-动态力频响函数的幅频特性。实验装置尚不具备相频特性的测试条件,有待于将来的进一步改进。     

气体润滑球轴承的性能计算

采用气体润滑的球形轴承是空间飞行器姿态控制系统三轴气浮模拟台、零部件测试台或其他试验台中的一个关键部件,其性能好坏直接影响设备的使用,在加工中一般要求精度较高、条件比较苛刻,因此在设计计算上必须特别考虑,以期达到较好的性能.本文在计算方法上加以探索,除一般方法计算外,采用有限元法求解.     

多自由度电机中的气体静压球轴承特性分析

针对多自由度电机采用传统关节轴承在三维运动时存在摩擦力高,且易产生机械碰撞的问题,提出了一种利用气体静压球轴承代替传统关节轴承作为支撑的多自由度电机。在对不同气体静压球轴承的特性进行了对比的基础上,选定了多孔气体静压球轴承;建立了气体静压球轴承的数学模型及COMSOL三维仿真模型;通过仿真计算,验证了解析法算法的准确性,并进一步分析了各类参数对轴承的承载能力、耗气量和静态刚度的影响。研究结果表明:节流孔数目、包角角度及供气压力,对气体静压球轴承性能都有直接影响,其节流孔最优分布角度为32°;该结果为气体静压球轴承的设计以及在多自由度电机中的应用提供了参考。     

新型环面节流静压气体球轴承动特性分析

通过引入无穷小半径的概念，解决了具有整体球窝面的环面节流静压气体球轴承球窝中心点保角变换不存在的数学困难。借助小参数摄动和伽辽金有限元法，给出了求解球面坐标系下二维非定常雷诺气体润滑方程的一种近似解法，从而建立起分析该结构球轴承铅垂方向上动态特性的一类理论方法。分析结果证明了新型环面节流气体球轴承具有充分、完全的稳定性能。在结构参数不变的情况下，轴承的动态特性随供气压力、气膜间隙高度以及摄动频率的变化而变化。     

气体静压球轴承的静特性分析及其实验研究

针对空气静压球轴承雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值求解方法,该方法通过坐标变换将气体润滑三维球面展成二维矩形平面,再将球面轴承的Rey-nolds方程变换成标准的椭圆型偏微分方程形式,进而以Matlab PDE工具箱为求解器,编制迭代计算程序,对其静特性进行计算。并研制了一套基于空气静压球面轴承的主轴样机对数值仿真结果进行验证,结果表明该方法比较理想,该方法在流体润滑领域有一定的应用前景。     

误差对气体静压球轴承静态承载性能的影响分析

针对一种新型闭式结构的小孔节流气体静压球轴承,结合其制造方法,分析了在制造、安装以及工作过程中可能产生的误差,建立了该轴承含误差项的气膜间隙一般表达式,采用Galerkin——有限元方法求解气体润滑雷诺方程,定量分析了各误差对静态承载性能的影响程度。研究结果表明：误差对该结构轴承的静态承载性能的影响与误差的大小及轴承的设计参数取值有关;不同的误差类型对承载性能的影响不同,但均具有一定规律性。得出的结论对于该类轴承的设计制造和性能保障具有重要的指导价值。     

小孔节流方式对静压气体球轴承工作特性的影响

介绍了静压气体球轴承的结构形式和工作原理;给出了静压气体球轴承工作特性的工程计算方法;研究了在轴承几何参数相同的情况下,不同的小孔节流方式对静压气体球轴承工作特性的影响,并建立模型,通过Fluent软件对轴承的承载能力进行了仿真分析。结果表明:在设计参数相同的情况下,静压气体球轴承在环形孔式节流方式下的静刚度特性较好,但在简单孔式节流方式下有更好的承载和流量特性。     

误差对气体球轴承动静压混合承载性能的影响分析

针对一种新型结构的小孔节流气体静压球轴承,结合其制造方法,分析了在制造、安装及工作过程中可能产生的误差,采用有限元方法求解气体润滑雷诺方程,定量分析了各误差对静压和动静压混合润滑条件下承载性能的影响规律,对该类轴承的设计制造和性能保障有重要的指导价值.     

静压气体轴承稳定性计算方法的分析

对静压气体轴承稳定性的计算方法进行了分析,论述了适合于求解雷诺方程散后的非线性方程组的当前数值计算方法。     

静压气体轴承承载特性的数值计算研究

以静压径向气体轴承为研究对象,采用有限差分法(FDM)耦合比例分割法求解静压气体润滑雷诺方程,利用MATLAB软件编写计算程序,采用超松弛迭代(SOR)的方法进行数值求解,获得气膜的压力分布,计算轴承的静态承载能力。该方法与CFD计算结果具有较好的趋势一致性,最大误差低于11%。利用程序求解分析静压气体轴承的静态承载特性随供气孔排数、供气压力以及转速的变化关系。结果表明:轴承的承载能力与偏心率、供气孔排数、转速成正比关系,对于双排供气模式,其稳压区的存在能够提升轴承的承载能力,并能削弱动压效应的影响。     

静压气体径向与半球轴承混合支撑轴系设计及静特性研究

针对精密机床主轴结构采用前后2个静压气体径向轴承时存在的安装精度难以保证,且不能自动调心的问题,设计一种新型气浮主轴结构,该气浮主轴前端支撑采用静压气体半球轴承,后端支撑采用静压气体径向轴承。基于最大承载和刚度原则对静压气体径向和半球轴承进行结构设计与优化;利用Fluent软件对径向轴承与半球轴承分别进行气膜流场特性分析,得到径向轴承和半球轴承在不同偏心率以及不同转速情况下的承载特性。结果表明:径向轴承与球轴承的承载力均随着偏心率以及供气压力的增大而逐渐增大,刚度随着供气压力的增大而增大,随着偏心率的增大逐渐减小。设计的主轴在供气压力为0.5 MPa、偏心率为0.5时,承载力和静刚度均可以满足精密加工的要求。     

静压气体轴承性能数值计算的迭代方法研究

以Reynolds方程的数值求解为基础,针对小孔节流静压气体轴承性能计算中的3种隐式边界条件--小孔出口压力、展开母线上的压力和偏位角的处理,分别提出了-种迭代方法和收敛判据.对小孔出口压力以质量流量作为收敛判据进行迭代,对展开母线上的压力提出了对剖迭代的逼近算法来处理.采用这种处理算法对小孔节流静压气体径向轴承的刚度和承载力进行了计算,将其结果与其它分析方法的计算结果进行了比较,最大相差2.4%,表明提出的处理方法具有很高的计算精度.     

液体动静压球轴承轴心运动轨迹研究

为研究外载荷对轴承转子系统稳定性的影响,以小孔节流的液体动静压球轴承转子系统为研究对象,建立液体动静压球轴承转子系统动力学模型。通过求解轴承润滑数学模型获得非线性油膜力,分析转子所受到的外载荷,采用欧拉算法预测出轴心下一个时刻位移、速度和加速度,并分析转子系统质量、不平衡载荷和阶跃载荷对转子回转精度的影响。结果表明：随着转子系统质量的增加,所需平衡的油膜力增加,轴心振动幅度增加,从而导致转子回转精度降低;相对于不考虑不平衡载荷,考虑不平衡载荷后其振动形态为椭圆且振动幅值增大,减小不平衡值将减小振幅并提高旋转精度;随着阶跃载荷的增加,达到平衡所需的时间也增加。     

表面节流静压气体止推轴承的有限元计算方法

本文利用精确的数值计算方法-有限元法,对表面节流静压气体止推轴承进行计算.得出不同间隙下气膜的压力分布曲线、承载能力和刚度.     

圆盘止推静压气体轴承亚音速流场的简化计算

雷诺气体润滑方程仅涉及轴承气膜内的静压分布,对静压气体轴承流道特性的准确刻画还需要研究轴承流道内的气流速度场。将忽略惯性力的纯粘性等温气膜和等熵流动的供气孔拼接,建立了单供气孔环面节流圆盘止推轴承的流道简化模型,给出流道各部分气流马赫数、雷诺数和压力分布的计算公式。结果表明,气膜中气流速度随矢径变化的性质,取决于速度梯度为零的矢径位置;气膜中的气流雷诺数随矢径的增加不断减小。实际的计算结果表明,只要气膜入口截面上的气流马赫数小于临界声速,整个轴承流道将工作在亚音速,供气压力或气膜高度的变化对气膜起始区域边界层发展段长度的影响很小,供气孔始末端截面上压力和温度的变化也很小,忽略惯性力的纯粘性等温雷诺模型基本能够适用轴承的整个亚音速工况。气膜起始区域边界层发展段的长度,可以用气膜中雷诺数大于临界雷诺数的区域长度来近似。     

球轴承变形计算方法

采用牛顿—拉菲逊法计算球轴承在外力作用下的变形。不考虑离心力时的球轴承变形的计算可视为轴承受载后钢球与套圈之间的接触变形量为内圈沟中心的位移量的计算。在离心力作用下,钢球与内、外圈沟道间的法向力及内、外圈与钢球的接触角均发生了变化:除需求出内圈沟中心位移量外,还需求出球心的位移量。附图6幅,参考文献3篇。     

500t转轮静压球轴承静平衡工艺

简要介绍了500 t水轮机转轮静压球轴承静平衡装置的结构及静平衡原理,该装置集机械、液压及电子和计算机技术于一体,成功地完成了三峡340 t整体混流式水轮机转轮的静平衡,其不平衡力矩大大小于规定值.     

球轴承的数值计算和解析计算

摩擦力矩、刚度、寿命是需要知道的轴承中非常重要的性能参数。这些性能参数大多是用计算机进行数值计算求得，例如Jones和Gupta就是通过建立很多输入变量的函数关系得出输出量。通过对这些输入变量的筛选并采用数值的反复计算方法来进行轴承的优化设计。     

深沟球轴承的寿命计算

寿命计算对轴承的选用具有重要作用,本文对6206轴承在一定的使用条件下进行了基本额定寿命与修正基本额定寿命的计算,其中在寿命系数A_(ISO)中K值计算选择了适合的方法,计算出来的修正基本额定寿命值与实际寿命值相近。因此应根据计算出的修正寿命值对轴承的选用是否合理做出判断。