【摘要】：液體靜壓支撐技術(shù),是一種能夠綜合實(shí)現(xiàn)高精度、高剛度和大阻尼的支撐方式,在超精密加工領(lǐng)域有著非常重要的地位。液體靜壓軸承是液體靜壓轉(zhuǎn)臺以及液體靜壓主軸的核心功能部件,其設(shè)計(jì)和研制對這些關(guān)鍵設(shè)備的研究具有非常重要的意義。本文的主要研究內(nèi)容是基于液體靜壓軸承的應(yīng)用和工作原理,通過理論研究狹縫節(jié)流條件下軸承的承載特性和軸承內(nèi)部的油膜特性,研制一種雙錐結(jié)構(gòu)液體靜壓軸承,最終測試其承載、剛度和回轉(zhuǎn)精度等基本性能。首先通過狹縫節(jié)流原理、主軸設(shè)計(jì)參數(shù)和使用需求,選擇了雙錐液體靜壓軸承作為主軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動的支撐部件。整個設(shè)計(jì)包括軸承結(jié)構(gòu)、油路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)以及運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),重點(diǎn)在于研究軸承內(nèi)部流體控制的臺階參數(shù)和間隙尺寸對軸承性能的影響。軸承的靜態(tài)性能主要靠軸承內(nèi)部間隙來保證,基于軸承內(nèi)部油膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和內(nèi)部流體控制原理,建立了合適的軸承潤滑數(shù)學(xué)模型。通過對不同臺階尺寸、不同軸承間隙的軸承承載性能和油膜剛度進(jìn)行對比分析,得出了滿足雙錐面軸承設(shè)計(jì)需求最理想的臺階封油面長度比S=0.1,高度尺寸比G=2.4。采用ANSYS對軸承進(jìn)行了模態(tài)分析,得到了軸承運(yùn)動的固有頻率與振型。采用FLUENT對不同結(jié)構(gòu)軸承內(nèi)部油膜的壓力分布進(jìn)行了分析,得到了臺階封油面的設(shè)計(jì)、軸承偏心率、軸承轉(zhuǎn)速、供油壓力等因素對油膜壓力分布規(guī)律以及承載性能的影響。研制了基本符合設(shè)計(jì)要求的液體靜壓軸承,并通過承載、剛度實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論計(jì)算和FLUENT仿真分析的準(zhǔn)確性,通過密封性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了軸承氣密封系統(tǒng)的有效性。
【圖文】：

a)菲涅爾透鏡 b)非球面圖 1-1 高精度元器件Fig.1-1 High precision components主軸和轉(zhuǎn)臺是精密機(jī)床的核心部件，，如美國 Moore 公司的 Nano

a)氣浮主軸 b)液體靜壓轉(zhuǎn)臺圖 1-2 Moore 機(jī)床的主軸和轉(zhuǎn)臺Fig.1-2 Spindle and Rotary table of Moore machine和轉(zhuǎn)臺的精密軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、直線運(yùn)動導(dǎo)軌的支撐設(shè)計(jì)是超精密
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH133.36

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本文編號：2701517