直驱转台静压导轨静态性能及流体仿真研究

为研究大型数控成型磨齿机直驱转台静压导轨的承载平稳性能,运用三维建模软件Pro/E及CFD仿真软件FLUENT,模拟分析了恒流式静压导轨内部油液压力场与速度场的分布,给出了静压导轨的静态性能表达式,并将理论计算与数值模拟的结果进行对比分析,最终进行了实验验证。结果表明,油膜压力与速度整体分布成均匀对称分布,油液压力沿油腔最大压力处向四周均匀扩散,压力变化平稳;空载时,径向轴承有助于提高轴向导轨的浮起稳定性,承载时,转台轴向导轨与径向轴承的共同作用使得转台承载平稳,仿真分析的方法有效实用。     

大尺寸静压轴承温度场数值模拟

为了能够数值模拟出较详细和较准确的大尺寸静压轴承内部流体的温升分布,以重型装备中所广泛应用的大尺寸静压轴承为研究对象,建立了模拟静压轴承本体及轴承内部三维流动的数学模型及边界条件;利用计算流体动力学（CFD）原理,采用有限体积法并选取FLUENT中的分离式求解器进行求解,得出了轴承周期端面较准确的不对称温度分布,并分析了部分重要参数对温度分布的影响。研究结果对大尺寸静压轴承结构设计及工作台运行的可靠性有指导意义。     

大重型机床静压导轨的静态性能及油膜流体仿真研究

为解决大型数控转台承受偏载荷的问题提出了在转台轴向布置平面导轨的方案。在以往形式导轨的基础上进行改造,改变静压导轨的结构,采用新型的供油方式,将新式导轨运用在转台上。运用三维建模软件PRO/E及CFD仿真分析软件FLUENT,从导轨以及油膜的三维模型设计和导轨油腔内部油膜三维流动分析计算对静压导轨的静态承载性能进行分析。从理论计算与模拟仿真方面分析了新式导轨的静态性能和流场流动规律,得出导轨内部油膜的理论承载刚度与仿真结果的对比曲线。最后,通过试验验证表明该设计方案的正确性与合理性。     

考虑速度和窜油影响的重载静压轴承油腔压力解析研究

静压主轴高速旋转时,无回油槽静压轴承油腔之间的窜油会随速度增高而加剧,从而导致各油腔压力显著变化。传统经验计算方法由于忽略了窜油影响导致分析结果偏离实际工况,而采用三维流场仿真技术又存在计算效率低不适合工程上计算分析需要的缺点。针对定量供油重载静压轴承,提出了一种考虑速度和窜油影响且适合工程计算分析的油腔压强计算方法。利用所设计并搭建的数控落地铣镗床FB320静压轴承实验台,通过CFD油膜流场数值计算和实验测试对比研究,证实了所提出的解析方法的有效性。     

高速重载静压推力轴承润滑性能研究

以某高速重载数控5m立车的环形腔静压推力轴承为对象,对其润滑性能进行了研究,推导出静压承载力与油膜厚度的关系式。依据计算流体力学（CFD）理论,采用ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX软件对环形腔静压推力轴承内部流体压力场、温度场和速度场进行了仿真计算,通过改变油膜厚度实现对工作台承载变化的研究,得到了不同油膜厚度时压力场、温度场和速度场的变化规律,实现了高速重载静压推力轴承润滑性能预测。     

仿真技术在静压轴承系统中的应用

在流体机械中,流场测试设备昂贵,计算流体力学(CFD)成为设计和模拟仿真的有效手段.因此采用有限元法,借助相关软件和所编制的子程序通过数值计算得出了一定负载下球磨机静压轴承的油腔压力并分析了轴瓦回油槽对承载能力的影响,得出油膜内压力分布和速度分布.     

基于CFX的液体静压轴承关键参数优化

为研制某曲轴随动磨床砂轮主轴系统,首先要对液体静压轴承进行设计。为此利用计算流体动力学软件CFX对液体静压轴承内部流场进行数值模拟,从油腔深度、小孔节流器孔径、轴承间隙3个关键性参数进行优化研究,通过分析油膜压力分布,求解最优参数。结果表明:通过分析对比液体静压轴承内部流场的数值模拟结果可以看出,最佳的油腔深度、小孔节流器孔径、轴承间隙对轴承承载能力起着非常重要的作用,也为后续研制该磨床液体静压轴承和对该类型的液体静压轴承的流体动力学分析提供参考。     

球磨机静压轴承静态压力场及流场仿真分析

针对多油腔静压轴承压力油流动的复杂性,使用通用流体有限元软件CFX对油膜进行数值模拟,分析了静态下的油膜压力及流场对静压轴承承载能力的影响.结果显示,圆形主油腔使压力场及流场稳定、均衡;不同的进油速度影响到副油腔压力的大小;通过分析轴瓦出口边缘的流线稳定性,可验证油腔尺寸合适与否.     

基于Mixture模型的螺旋油楔动静压轴承数值模拟

以轴承流体域为研究对象,建立螺旋油楔动静压滑动轴承三维CFD(计算流体力学)计算模型。在计入润滑介质温黏效应的情况下,采用Mixture模型对新型轴承进行了汽液两相流的数值计算,计算得出了不同油腔螺旋角下轴承油膜的压力、温度及汽相油体积分数的分布情况,并分析了螺旋角与偏心率对轴承承载力、平均温升及汽相比例的影响规律。     

液体静压导轨定压供油式油腔承载力的超静定力学模型

在机床液体静压导轨的设计计算中,准确计算各油腔的承载力是正确设计液体静压导轨系统的前提。目前液体静压导轨的油腔承载力的计算一般采用“平移外负载”的方法。不同的油腔布置形式对应不同的力学模型,使 “平移外负载”的通用性较差。根据叠加原理,利用逆向思维,将定压供油式油腔的承载力分为6部分,分别承受外载荷的6个分量。导轨上油腔的布置较复杂时,油腔承载力的计算变成超静定问题。借鉴“弹性体”的求解方法,列出油膜的变形协调方程,将超静定问题转化成静定问题,进而求解出各油腔的承载力。将油腔承载力的6部分进行矢量叠加,推导出油腔承载力的最终求解方程。以工程中的回转工作台为范例进行计算,与实际的已测结果进行比较,验证了该方法的正确可行性。所做研究提供了定压供油式液体静压导轨油腔承载力的通用计算方法,并能借助计算机编程求解,提高了设计效率和精度。     

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。     

液体静压转台倾斜油膜承载特性解析

针对CFD数值仿真计算过程中建模周期长、计算效率低的缺点,基于各封油边当量油膜厚度思想采用解析法来研究液体静压转台倾斜承载特性,推导了倾斜油膜承载力、弯矩和刚度的计算公式,提高了计算效率。利用CFD软件Fluent对油膜进行了数值仿真,结果表明倾斜油膜承载力误差保持在6%以内,弯矩误差保持在8%以内,验证了解析公式的可靠性。利用所提出的解析方法研究了倾斜位移率、供油压力、节流孔径和转速对油膜基本性能参数的影响规律。     

空调用多翼离心通风机的模拟与分析

采用CFD软件（FLUENT6．2）对空调用多翼离心通风机进行了三维数值模拟,分析了多翼离心通风机的内流特性,计算出多翼离心通风机的外特性曲线,并与试验结果进行了对比,验证了CFD分析的可行性。     

液压锥阀内部流场的CFD动态仿真

针对液压技术中广泛应用的插装型锥阀,建立三维模型.对锥阀阀芯开启和关闭的运动过程,应用CFD分析软件Fluent进行了仿真计算和可视化研究,给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场分布.对比分析表明CFD动态仿真,可更准确地反映液压锥阀内部的流场情况.     

油槽设计对滑动轴承泄油量的影响

为了确保支撑部位润滑良好,往往需要在轴或轴承表面设计各种油槽,然而增加油槽会伴随着泄油量的增加,影响其他零部件的润滑。为探讨油槽结构对滑动轴承泄油量的影响,采用不同的油槽结构设计方案设计3种齿轮滑动轴承。将轴承的总泄油分为油槽泄油和间隙泄油两部分,分别采用CFD仿真计算油槽泄油量,采用一维仿真计算间隙泄油量。基于某款轻型柴油机润滑系统的仿真试验,验证了计算方法的有效性。结果表明：无油槽的滑动轴承总泄油量最少,仅增加轴向油槽,轴承的总泄油量略有增加,同时增加轴向和周向油槽,轴承的总泄油量显著增加。对于润滑油总流量较低的轻型发动机,应合理设计滑动轴承的油槽结构,避免因泄油过多导致的润滑油压力不足问题。     

基于气固耦合的静压气体轴承静态性能仿真研究

为了探究静压气体轴承的静态性能,运用CFD软件进行气固耦合仿真,对可变节流静压气体止推轴承的静态性能相关影响因素进行研究,得到不同状况下的轴承静态性能变化规律。结果表明:可变节流静压气体轴承速度流场变化过渡更为平稳,可有效促进工作时稳定性;提高供气孔压力可以提高轴承的承载力和刚度,同时耗气量会明显增加;增大节流孔的直径可以有效提升轴承承载力,但峰值刚度反而下降,耗气量亦会增加。     

粘度对液-液旋流器内部流场及分离效率影响的仿真分析

基于CFD专业软件fluent采用精细的RSM应力模型,深入分析了粘度对内部流场动压分布、切线速度、轴线速度、油相的集中度和湍动能分布的影响,总结出粘度的增加是导致旋流器分离效率降低的根本原因。     

基于Fluent的静压支承油膜仿真计算研究

以静压支承结构为研爱对象,利用Fluent工具对整个静压支承结构进行了数值仿真,验证了静压支承油膜的形成。仿真分析的结果表明,初始尺寸的静压支承结构压力油膜能够形成,油腔部分压力场基本稳定,油膜部分压力场逐渐减小：油膜部分流速较大,固定阻尼部分流速变化较大;初始油腔的厚度值较大,会在油腔内部形成涡流;最后根据分析结果对结构尺寸作了局部优化。     

扇形静压转台结构设计与仿真分析

为解决平面二次环面蜗杆数控磨床加工中出现形位超差和精度不足的问题,通过研究磨床的整体结构和转台工况确定了扇形静压转台的主体结构方案和设计参数,通过理论计算推导出承载力与位移率和面积比的关系和刚度与压力比与面积比的关系,根据面积比最优计算得到油垫的承载力和刚度,并利用FLUENT软件分别对口字型和工字型油腔结构的油垫进行流体力学仿真分析,证明计算得到的油腔尺寸参数可以使转台产生足够的承载力,满足磨床设计要求,分析了矩形油垫中不同的油腔内部结构,得到口字型油腔结构比工字型油腔结构产生的更大承载能力且承载更均匀,油腔内部无内壁阻隔更适合于静压油腔选型的结论。