高速重載動靜壓混合推力軸承油膜剛度特性研究
發(fā)布時間：2021-03-11 05:14
液體靜壓推力軸承因其運行精度高、穩(wěn)定性好、功耗低、吸振性好和工作壽命長等特點成為大型數控裝備的核心部件。但隨著現代工業(yè)的發(fā)展,對數控裝備的旋轉速度和承載能力的要求也越來越高,液體靜壓推力軸承在高速重載工況下,剪切發(fā)熱增大,潤滑油粘度下降,油膜變薄且分布不均,油膜剛度下降,局部出現邊界潤滑或干摩擦,進而產生摩擦學失效,靜壓損失嚴重。因此,提出一種新型靜壓油墊的結構方式,使其在加工過程中產生傾角,滿足動壓形成的條件下成為動靜壓混合推力軸承,提高其潤滑性能和油膜剛度,解決在高速重載工況下的加工精度和穩(wěn)定性問題。通過理論推導出動靜壓推力軸承的承載能力方程、平板流量方程、油膜厚度方程和油膜剛度方程,利用三維軟件UG對雙矩形腔可傾式油墊的油膜進行模型建立,分別在軟件ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX中對油膜進行網格劃分及邊界條件設定,利用ANSYS CFX軟件分析相同轉速和承載工況下,動靜壓油墊在不同傾角的油膜壓力場、溫度場的變化情況,通過比較分析,得出可傾式油墊的傾角對油膜潤滑性能和油膜剛度影響規(guī)律。對可傾式油墊的油腔面積進行仿真計算出不同油腔面積下的油膜壓力場、溫度場云圖,得出油...
【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省
【文章頁數】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
動靜壓推力軸承結構示意圖
圖 2-3 定量供油液壓系統(tǒng)示意圖Fig.2-3 Schematic diagram of quantitative supplying oil hydraulic system推力軸承按供油方式分為定壓供油與定量供油。定壓供油油泵利節(jié)來保持供油壓力恒定。定量供油就是保持液壓油的流量恒定地腔中，且不受油腔形狀的影響。在靜壓推力軸承中每一個油泵給供給恒流量的液壓油。定壓供油大多數應用于氣體靜壓支承，易簡便。但是油腔的壓力不容易控制，還要考慮油腔的結構形狀對供油能夠保持液壓油恒流量供給，工作穩(wěn)定可靠，無節(jié)流損失，泵的功率損耗和系統(tǒng)發(fā)熱，方便維護，綜合考慮采用定量供油方液壓系統(tǒng)示意圖如圖 2-3 所示。矩形腔承載力方程矩形平面支承結構是由兩個矩形平面支承組合而成，本文只取其中進行計算。實際壓力分布不均勻這樣不利于計算，而我們在這里進均勻的壓力近似的看成是均勻分布如圖 2-4 所示。
圖 2-3 定量供油液壓系統(tǒng)示意圖Fig.2-3 Schematic diagram of quantitative supplying oil hydraulic system靜壓推力軸承按供油方式分為定壓供油與定量供油。定壓供油油泵利用的調節(jié)來保持供油壓力恒定。定量供油就是保持液壓油的流量恒定地供壓油腔中，且不受油腔形狀的影響。在靜壓推力軸承中每一個油泵給其油腔供給恒流量的液壓油。定壓供油大多數應用于氣體靜壓支承，易于操作簡便。但是油腔的壓力不容易控制，還要考慮油腔的結構形狀對其定量供油能夠保持液壓油恒流量供給，工作穩(wěn)定可靠，無節(jié)流損失，因了油泵的功率損耗和系統(tǒng)發(fā)熱，方便維護，綜合考慮采用定量供油方式供油液壓系統(tǒng)示意圖如圖 2-3 所示。 雙矩形腔承載力方程雙矩形平面支承結構是由兩個矩形平面支承組合而成，本文只取其中一腔進行計算。實際壓力分布不均勻這樣不利于計算，而我們在這里進行其不均勻的壓力近似的看成是均勻分布如圖 2-4 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]精密磨床液體靜壓軸承的多物理場耦合熱分析[J]. 郭傳社,崔怡. 組合機床與自動化加工技術. 2016(05)
[2]高效精密動靜壓主軸熱動力學耦合特性分析[J]. 郭力,曹姍,胡靖. 機械科學與技術. 2015(11)
[3]液體靜壓主軸油膜滑移現象的分析及試驗研究[J]. 陳東菊,周帥,邊艷華,范晉偉,張飛虎. 機械工程學報. 2016(05)
[4]動靜壓軸承油膜溫度場特性分析與實驗研究[J]. 郭紅,劉豪杰,張紹林,王迎佳. 潤滑與密封. 2015(05)
[5]靜壓支承系統(tǒng)油膜特性分析[J]. 葉儀,殷晨波,李萍,高俊庭,周玲君. 南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2014(02)
[6]基于動網格模型的液體動靜壓軸承剛度阻尼計算方法[J]. 熊萬里,侯志泉,呂浪,陽雪兵,袁巨龍. 機械工程學報. 2012(23)
[7]基于CFD的深淺腔液體動靜壓軸承承載特性研究[J]. 郭勝安,侯志泉,熊萬里,林厚波. 制造技術與機床. 2012(09)
[8]油膜軸承動靜壓混合效應的分析[J]. 江桂云,王勇勤,嚴興春,王慶. 機械設計. 2010(07)
[9]基于FLUENT的徑向靜壓氣體軸承的靜態(tài)特性研究[J]. 于賀春,馬文琦,王祖溫,徐立芳. 潤滑與密封. 2009(12)
[10]基于ANSYS的靜壓軸承油腔結構優(yōu)化設計[J]. 朱希玲. 軸承. 2009(07)
碩士論文
[1]大型立式超精密車床液體靜壓推力軸承設計及性能研究[D]. 張剛強.中南大學 2012
[2]液體動靜壓軸承承載特性的分析與實驗研究[D]. 孟晶.東華大學 2012
[3]可傾瓦推力滑動軸承彈流潤滑研究[D]. 蔣秀龍.浙江大學 2011
本文編號：3075921
【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省
【文章頁數】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
動靜壓推力軸承結構示意圖
圖 2-3 定量供油液壓系統(tǒng)示意圖Fig.2-3 Schematic diagram of quantitative supplying oil hydraulic system推力軸承按供油方式分為定壓供油與定量供油。定壓供油油泵利節(jié)來保持供油壓力恒定。定量供油就是保持液壓油的流量恒定地腔中，且不受油腔形狀的影響。在靜壓推力軸承中每一個油泵給供給恒流量的液壓油。定壓供油大多數應用于氣體靜壓支承，易簡便。但是油腔的壓力不容易控制，還要考慮油腔的結構形狀對供油能夠保持液壓油恒流量供給，工作穩(wěn)定可靠，無節(jié)流損失，泵的功率損耗和系統(tǒng)發(fā)熱，方便維護，綜合考慮采用定量供油方液壓系統(tǒng)示意圖如圖 2-3 所示。矩形腔承載力方程矩形平面支承結構是由兩個矩形平面支承組合而成，本文只取其中進行計算。實際壓力分布不均勻這樣不利于計算，而我們在這里進均勻的壓力近似的看成是均勻分布如圖 2-4 所示。
圖 2-3 定量供油液壓系統(tǒng)示意圖Fig.2-3 Schematic diagram of quantitative supplying oil hydraulic system靜壓推力軸承按供油方式分為定壓供油與定量供油。定壓供油油泵利用的調節(jié)來保持供油壓力恒定。定量供油就是保持液壓油的流量恒定地供壓油腔中，且不受油腔形狀的影響。在靜壓推力軸承中每一個油泵給其油腔供給恒流量的液壓油。定壓供油大多數應用于氣體靜壓支承，易于操作簡便。但是油腔的壓力不容易控制，還要考慮油腔的結構形狀對其定量供油能夠保持液壓油恒流量供給，工作穩(wěn)定可靠，無節(jié)流損失，因了油泵的功率損耗和系統(tǒng)發(fā)熱，方便維護，綜合考慮采用定量供油方式供油液壓系統(tǒng)示意圖如圖 2-3 所示。 雙矩形腔承載力方程雙矩形平面支承結構是由兩個矩形平面支承組合而成，本文只取其中一腔進行計算。實際壓力分布不均勻這樣不利于計算，而我們在這里進行其不均勻的壓力近似的看成是均勻分布如圖 2-4 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]精密磨床液體靜壓軸承的多物理場耦合熱分析[J]. 郭傳社,崔怡. 組合機床與自動化加工技術. 2016(05)
[2]高效精密動靜壓主軸熱動力學耦合特性分析[J]. 郭力,曹姍,胡靖. 機械科學與技術. 2015(11)
[3]液體靜壓主軸油膜滑移現象的分析及試驗研究[J]. 陳東菊,周帥,邊艷華,范晉偉,張飛虎. 機械工程學報. 2016(05)
[4]動靜壓軸承油膜溫度場特性分析與實驗研究[J]. 郭紅,劉豪杰,張紹林,王迎佳. 潤滑與密封. 2015(05)
[5]靜壓支承系統(tǒng)油膜特性分析[J]. 葉儀,殷晨波,李萍,高俊庭,周玲君. 南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2014(02)
[6]基于動網格模型的液體動靜壓軸承剛度阻尼計算方法[J]. 熊萬里,侯志泉,呂浪,陽雪兵,袁巨龍. 機械工程學報. 2012(23)
[7]基于CFD的深淺腔液體動靜壓軸承承載特性研究[J]. 郭勝安,侯志泉,熊萬里,林厚波. 制造技術與機床. 2012(09)
[8]油膜軸承動靜壓混合效應的分析[J]. 江桂云,王勇勤,嚴興春,王慶. 機械設計. 2010(07)
[9]基于FLUENT的徑向靜壓氣體軸承的靜態(tài)特性研究[J]. 于賀春,馬文琦,王祖溫,徐立芳. 潤滑與密封. 2009(12)
[10]基于ANSYS的靜壓軸承油腔結構優(yōu)化設計[J]. 朱希玲. 軸承. 2009(07)
碩士論文
[1]大型立式超精密車床液體靜壓推力軸承設計及性能研究[D]. 張剛強.中南大學 2012
[2]液體動靜壓軸承承載特性的分析與實驗研究[D]. 孟晶.東華大學 2012
[3]可傾瓦推力滑動軸承彈流潤滑研究[D]. 蔣秀龍.浙江大學 2011
本文編號：3075921
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