動(dòng)靜壓軸承加工質(zhì)量及彈性變形對(duì)其性能的影響研究.pdf

1、動(dòng)靜壓軸承是一種既綜合了液體動(dòng)壓和靜壓軸承的優(yōu)點(diǎn)，又克服了兩者缺點(diǎn)的新型油膜軸承。目前，研究者對(duì)動(dòng)靜壓軸承基本特性進(jìn)行了大量研究工作，但未考慮加工質(zhì)量和彈性變形的影響。然而，研究表明加工質(zhì)量所產(chǎn)生的誤差和彈性變形量與油膜厚度的數(shù)量級(jí)相近，對(duì)其動(dòng)靜態(tài)特性影響顯著。因此，本論文基于動(dòng)靜壓軸承的基本理論，研究上述因素對(duì)軸承性能的影響，不僅有利于完善動(dòng)靜壓軸承的設(shè)計(jì)理論，也為動(dòng)靜壓軸承的加工制造提供理論指導(dǎo)。
　　 本文以雷諾方程為基礎(chǔ)

2、建立了動(dòng)靜壓軸承油膜性能的數(shù)學(xué)模型，采用有限差分方法對(duì)其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散化，運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)值分析工具M(jìn)ATLAB進(jìn)行編程，對(duì)理想軸承的動(dòng)靜態(tài)特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明：當(dāng)主軸的偏心率較小時(shí)，動(dòng)壓效應(yīng)較弱，主要以靜壓來滿足軸承的工作要求；當(dāng)主軸偏心率較大時(shí)，動(dòng)壓效應(yīng)較強(qiáng)，動(dòng)壓則成為軸承的主要壓力來源。此外，在動(dòng)載荷作用下，主軸軸心位置不斷變化，其運(yùn)動(dòng)速度可以分解為偏心距變化率和偏位角變化率，前者會(huì)產(chǎn)生擠壓效應(yīng)，后者則增加楔效應(yīng)的作用。為便于直觀描

3、述軸承的工作特性，還利用了準(zhǔn)穩(wěn)定軸承法繪制軸心的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線。
　　 在上述理想軸承動(dòng)靜態(tài)特性研究的基礎(chǔ)上，開展了加工質(zhì)量對(duì)動(dòng)靜壓軸承性能影響的研究。經(jīng)研究得出：在輕載工況下，因?yàn)橛湍ず穸缺容^大，所以表面粗糙度對(duì)油膜性能的影響很小，可以忽略不計(jì)；在重載工況下，要求很高的油膜壓力來提供軸承的承載力，如果過多的依賴動(dòng)壓效應(yīng)來提高油膜壓力，勢(shì)必會(huì)增大偏心率，同時(shí)降低最小油膜厚度，而油膜厚度和表面不平度的數(shù)量級(jí)相近，就很容易出現(xiàn)油膜厚度

4、過薄的情況，甚至出現(xiàn)干摩擦，影響油膜的正常使用。
　　 此外，本文還分析了尺寸公差及形狀公差對(duì)軸承性能的影響規(guī)律。尺寸公差和形狀公差都將引起軸承油膜間隙的變化。在選擇尺寸公差時(shí)，盡量使公差帶所確定的初始間隙更小，以便更有效的發(fā)揮動(dòng)靜壓軸承的能力。在討論形狀誤差時(shí)，主要對(duì)帶橢圓內(nèi)表面的軸承進(jìn)行研究。當(dāng)軸承內(nèi)表面的橢圓形狀繞主軸的軸心線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承的承載力先減小后增大再減小，尤其在長(zhǎng)軸與偏位線垂直時(shí)，承載能力最強(qiáng)。