本文關(guān)鍵詞：氣體靜壓止推軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化與數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代高科技工業(yè)以及高新產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,氣體靜壓止推軸承作為一種廣泛運(yùn)用于高精度儀器測(cè)量與超高精密機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)越來(lái)越多的被采用,但該結(jié)構(gòu)的靜壓主軸遇到外界刺激作用容易產(chǎn)生振動(dòng),影響機(jī)械設(shè)備的壽命和運(yùn)行的安全性。本文通過(guò)對(duì)氣體靜壓止推軸承進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析與數(shù)值模擬,以使靜壓止推軸承的承載力達(dá)到最佳,提高軸承的穩(wěn)定性。首先,基于氣體靜壓潤(rùn)滑理論以及計(jì)算流體力學(xué),對(duì)應(yīng)用于氣體靜壓潤(rùn)滑止推軸承運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行研究,建立靜壓止推軸承氣模流場(chǎng)的控制方程,采用有限體積法中二階迎風(fēng)格式進(jìn)行方程離散,建立幾何結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格模型,設(shè)置壓力和壁面等邊界條件,運(yùn)用FLUENT軟件進(jìn)行仿真計(jì)算。其次,通過(guò)分析空氣靜壓止推軸承中孔深度L、氣腔深度δ及節(jié)流孔直徑d與靜壓止推軸承氣膜壓強(qiáng)場(chǎng)、承載力、耗氣量等性能之間的關(guān)系。得出結(jié)論:節(jié)流器小孔及圓形氣腔區(qū)域附近氣膜壓力最大,適當(dāng)增加氣腔深度有利于提高靜承載力。隨著氣腔深度的增加,不同孔徑、靜承載力、氣體消耗量及出口氣體流量均發(fā)生變化。最后,分析“均壓槽”結(jié)構(gòu)與靜壓止推軸承承載力等性能參數(shù)的關(guān)系,結(jié)果帶有均壓槽結(jié)構(gòu)靜壓止推軸承氣膜壓力分布與不帶有均壓槽結(jié)構(gòu)規(guī)律一致;氣腔深度增加,單排均壓槽靜承載力呈螺旋上升的趨勢(shì),三排均壓槽靜承載力先逐漸減小再增加,氣腔深度δ為0.9mm時(shí)承載力最低。氣體消耗量均是增加趨勢(shì)明顯,單位載荷氣體消耗率先增加,在氣腔深度δ為0.9mm時(shí)略微降低,再增加,得到不同均壓槽結(jié)構(gòu)下的最優(yōu)工況,帶有均壓槽時(shí)降低氣腔深度是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的前提保證。
【關(guān)鍵詞】：靜壓止推軸承 數(shù)值模擬 靜承載力 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10
• 1.2 氣體靜壓止推軸承10-12
• 1.2.1 滑動(dòng)軸承概述10-11
• 1.2.2 氣體軸承的分類11-12
• 1.3 氣體靜壓止推軸承國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 氣體靜壓止推軸承發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.5 課題研究目的及主要內(nèi)容15-16
• 第2章 靜壓止推軸承數(shù)值計(jì)算方法16-26
• 2.1 孔式空氣靜壓軸承工作原理16-18
• 2.2 計(jì)算流體力學(xué)及CFD仿真概述18-19
• 2.3 靜壓止推軸承控制方程19-20
• 2.4 數(shù)值模擬方法確定20-24
• 2.4.1 對(duì)流項(xiàng)方程的離散20-23
• 2.4.2 控制方程組的求解23-24
• 2.4.3 收斂標(biāo)準(zhǔn)的判定24
• 2.5 邊界條件分類24-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 靜壓止推軸承性能分析與模擬26-46
• 3.1 模型建立及網(wǎng)格劃分26-28
• 3.2 邊界條件設(shè)置及迭代計(jì)算28-29
• 3.3 孔深度對(duì)靜壓止推軸承性能的影響研究29-44
• 3.3.1 0.5mm孔深靜壓止推軸承性能分析29-38
• 3.3.2 1mm孔深靜壓止推軸承性能分析38-41
• 3.3.3 1.5mm孔深靜壓止推軸承性能分析41-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第4章 均壓槽結(jié)構(gòu)的靜壓止推軸承性能模擬分析46-65
• 4.1 單排及三排均壓槽幾何模型46-48
• 4.2 單排均壓槽靜壓止推軸承性能分析48-55
• 4.2.1 氣腔深度對(duì)氣膜流場(chǎng)影響機(jī)理分析48-53
• 4.2.2 氣腔深度對(duì)靜承載力影響機(jī)理分析53-55
• 4.3 三排均壓槽靜壓止推軸承性能分析55-62
• 4.3.1 氣腔深度對(duì)氣膜流場(chǎng)影響機(jī)理分析55-60
• 4.3.2 氣腔深度對(duì)靜承載力影響機(jī)理分析60-62
• 4.4 不同均壓槽靜壓止推軸承性能對(duì)比分析62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 馬武學(xué);并行多微通道氣體靜壓止推軸承承載特性研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：氣體靜壓止推軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化與數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：351620