基于多孔集成節(jié)流器的氣浮軸承性能研究.pdf

1、氣浮軸承具有高精度、無污染、壽命長、工作穩(wěn)定、摩擦小和無發(fā)熱現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，但與此同時(shí)，承載力低，剛度差等因素卻無時(shí)無刻不在限制著它的使用范圍，因此，國內(nèi)外專家學(xué)者對氣浮軸承展開了深入的研究，提出了諸多設(shè)計(jì)方案并研究出許多理論成果，使氣浮軸承的性能逐漸改善。
　　本文設(shè)計(jì)出一種由多個(gè)節(jié)流孔組成的新型節(jié)流器，稱其為多孔集成節(jié)流器，并對含這種新型節(jié)流器的氣浮軸承性能展開研究。論文首先介紹了氣浮軸承的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)以

2、及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。其次根據(jù)N-S方程推導(dǎo)出氣體潤滑控制方程，使用有限差分法對氣體潤滑控制方程進(jìn)行離散化，并用MATLAB軟件對離散化后的控制方程進(jìn)行數(shù)值求解，求得圓形多孔集成節(jié)流器氣浮軸承的承載力和剛度，通過和傳統(tǒng)的單孔節(jié)流器氣浮軸承比較，在相同的節(jié)流面積下，多孔集成節(jié)流器的氣浮軸承具有更好的承載力和剛度；多孔集成節(jié)流器中節(jié)流孔數(shù)量越多，氣浮軸承的承載力越大；使用新的算法求得帶均壓槽的矩形多孔集成節(jié)流器氣浮軸承的氣膜內(nèi)壓力分布，經(jīng)過對計(jì)

3、算結(jié)果的研究分析發(fā)現(xiàn)：在氣膜間隙較小時(shí)，均壓槽具有很好的保持氣體壓力作用，從而提高了氣浮軸承的承載力。然后使用FLUENT軟件對節(jié)流孔出口處的流場進(jìn)行了仿真分析，得到節(jié)流孔出口處壓力最小值位于節(jié)流孔邊緣靠外一點(diǎn)；氣膜內(nèi)壓力值隨著半徑的增加，先陡降再迅速回升，最后呈線性下降；在節(jié)流孔出口處氣膜上、下表面出現(xiàn)壓力差，氣膜間隙越小，上、下表面壓力值趨于一致處距節(jié)流孔中心距離越近；節(jié)流孔出口處氣旋大小和氣膜上表面壓力降幅與氣膜間隙成正比的結(jié)論,