靜壓軸承試驗(yàn)級(jí)設(shè)計(jì)及其性能分析優(yōu)化.pdf

1、流體靜壓支承系統(tǒng)是制造設(shè)備的重要基礎(chǔ)部件，隨著制造裝備向重型、超重型和精密、超精密方向發(fā)展,制造業(yè)對(duì)高性能的靜壓支承系統(tǒng)的需求越來越強(qiáng)烈。本文的目的是設(shè)計(jì)并制造一個(gè)液體靜壓軸承試驗(yàn)平臺(tái)，在這個(gè)靜壓試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)制造過程中，通過對(duì)靜壓軸承油膜進(jìn)行仿真，分析油膜厚度、進(jìn)油參數(shù)、軸承轉(zhuǎn)速等參數(shù)對(duì)軸承載荷、出油流量、發(fā)熱等性能參數(shù)的影響，為靜壓軸承的設(shè)計(jì)工作提供有價(jià)值的優(yōu)化意見，同時(shí)對(duì)后面的實(shí)驗(yàn)性研究具有指導(dǎo)意義。
　　首先，針對(duì)靜壓試驗(yàn)臺(tái)的

2、設(shè)計(jì)需求，依據(jù)功能將靜壓試驗(yàn)臺(tái)總體分為軸承、傳感器、數(shù)據(jù)采集顯示以及動(dòng)力加載四個(gè)部分來設(shè)計(jì)。在靜壓試驗(yàn)臺(tái)的前期方案基礎(chǔ)之上，本文主要對(duì)軸承部分進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)而通過仿真手段分析軸承的各項(xiàng)性能特征?；谳S承內(nèi)流場(chǎng)的特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，并用流體靜力學(xué)的理論做關(guān)于流量的計(jì)算推導(dǎo)。在模型簡(jiǎn)化基礎(chǔ)上，采用分塊逼近的方式建立軸承內(nèi)流場(chǎng)的有限元結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格模型，并對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量進(jìn)行控制。
　　在這些基礎(chǔ)上，針對(duì)軸承的溫升問題進(jìn)行了詳細(xì)的仿真分析，主要

3、以轉(zhuǎn)速和設(shè)計(jì)油膜厚度作為變量，分析了影響溫升的主要因素以及各因素的權(quán)重，得到是軸承溫升受轉(zhuǎn)速影響最大，相對(duì)轉(zhuǎn)速來說設(shè)計(jì)油膜厚度的影響很小的結(jié)論。這樣，可以近似認(rèn)為在相同轉(zhuǎn)速下的溫升情況相同，從而將溫升引起的變粘度條件引入到壓力速度場(chǎng)的仿真中。
　　最后依據(jù)壓力速度場(chǎng)的仿真數(shù)據(jù),主要針對(duì)軸承的液壓油流量、轉(zhuǎn)動(dòng)阻力以及承載能力這三個(gè)重要的性能參數(shù)各自的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最終優(yōu)化了前期試驗(yàn)臺(tái)方案中不確定的項(xiàng)目，完成了試驗(yàn)臺(tái)的安裝