提高靜壓氣體軸承剛度和承載能力的研究.pdf

1、氣體靜壓軸承具有運(yùn)轉(zhuǎn)平滑、精度高、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染、小溫升等優(yōu)點(diǎn)，從而廣泛應(yīng)用于高速、輕載、精密和超精密加工等場(chǎng)合。但是氣體軸承的承載能力和剛度較低，限制其推廣應(yīng)用。目前，提高氣體靜壓軸承的剛度和承載能力可以通過(guò)增大供氣壓力、增加節(jié)流孔數(shù)目等方法實(shí)現(xiàn)。但是，這些方法都有其自身的缺點(diǎn)。本文采用開(kāi)設(shè)均壓槽的方法來(lái)增加氣體軸承的剛度和承載能力。均壓槽對(duì)提高氣體軸承的剛度和承載能力有很重要的作用：一方面，均壓槽能使槽中的壓力均化，有效地抑制了遠(yuǎn)離

2、節(jié)流孔地方的壓力衰減；另一方面，在氣體軸承表面開(kāi)出均壓槽能加強(qiáng)氣體軸承的表面節(jié)流效應(yīng)，提高氣體軸承的剛度和承載能力。
　　本文在分析比較國(guó)內(nèi)外各種提高氣體軸承剛度和承載能力的基礎(chǔ)上，以軸頸氣體軸承和止推氣體軸承為例，深入的分析均壓槽與氣體軸承承載特性的關(guān)系，具體要做以下工作：
　　首先，以雷諾方程的穩(wěn)態(tài)無(wú)因次形式為基礎(chǔ)，應(yīng)用加權(quán)余量法，把二階偏微分方程降階為一階偏微分方程，放松其對(duì)插值函數(shù)連續(xù)度的要求；然后，采用有限單元法對(duì)

3、氣膜劃分直角單元網(wǎng)格，列寫氣膜壓力插值函數(shù)，對(duì)偏微分方程進(jìn)行插值變換并導(dǎo)出壓力方程組。
　　在推導(dǎo)出靜壓氣體軸承穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，利用MATLAB軟件對(duì)壓力方程組進(jìn)行編程求解計(jì)算。該計(jì)算程序能計(jì)算開(kāi)或不開(kāi)均壓槽、不同長(zhǎng)度均壓槽、不同方向均壓槽的氣體軸承的剛度和承載能力。
　　對(duì)軸頸氣體軸承的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，分析均壓槽對(duì)氣體軸承的承載特性的影響。并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，分別討論開(kāi)設(shè)一條、兩條、三條、四條均壓槽的不同情況下均