發(fā)布時(shí)間：2017-10-04 21:16

  本文關(guān)鍵詞：小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承特性研究

  更多相關(guān)文章： 狹縫節(jié)流 靜壓止推軸承 氣體軸承 壁面滑移 軸承特性

【摘要】：氣體靜壓軸承廣泛應(yīng)用于精密與超精密加工。為提高靜壓氣體軸承的承載及剛度,需要提高氣膜內(nèi)的壓力分布。通過(guò)減小氣膜間隙實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的方法受加工精度的限制,尚未在精密主軸應(yīng)用方面得到深入研究。當(dāng)前,伴隨精密加工技術(shù)的發(fā)展,新的加工手段和方式不斷出現(xiàn),精密加工能力將不斷提升。另外微發(fā)動(dòng)機(jī),在近十年來(lái)引起了科技界和學(xué)術(shù)界的高度研究。微發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中,微轉(zhuǎn)子的直徑一般小于10 mm,與之配套的氣體軸承結(jié)構(gòu)尺寸和工作間隙都將大大減小。因此深入開(kāi)展微小間隙下靜壓氣體軸承的研究十分必要且可行。本文對(duì)小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承特性進(jìn)行研究,運(yùn)用FLUENT軟件對(duì)小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承進(jìn)行流場(chǎng)流體仿真。首先建立三維模型,當(dāng)氣膜厚度在5-15μm,根據(jù)Knudsn數(shù)可能處在滑移流,我們采用滑移邊界條件對(duì)小間隙下軸承流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果表明,當(dāng)膜厚大于4μm時(shí)滑移影響很��；又對(duì)小間隙下表面粗糙度對(duì)軸承特性的影響進(jìn)行分析；然后對(duì)狹縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析,狹縫結(jié)構(gòu)包括：連續(xù)或者斷續(xù)、狹縫圓周長(zhǎng)度、徑向或周向、狹縫寬度、狹縫深度,揭示小間隙下狹縫結(jié)構(gòu)對(duì)軸承特性的影響機(jī)理及規(guī)律。其次,我們對(duì)狹縫節(jié)流止推軸承作簡(jiǎn)化模型分析,把狹縫流動(dòng)和氣膜間隙流動(dòng)簡(jiǎn)化兩平行平板之間的流動(dòng),推導(dǎo)出壓力、流量分布公式,并與數(shù)值計(jì)算進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明,兩者具有一致性,從理論上進(jìn)一步分析了狹縫結(jié)構(gòu)對(duì)軸承特性的影響。最后,對(duì)小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承進(jìn)行承載力實(shí)驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證FLUENT數(shù)值計(jì)算方法的可行性。本文的計(jì)算結(jié)果對(duì)狹縫節(jié)流靜壓氣體止推軸承的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：狹縫節(jié)流 靜壓止推軸承 氣體軸承 壁面滑移 軸承特性
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 空氣靜壓軸承12-13
• 1.2.2 靜壓氣體軸承的靜態(tài)特性及其參數(shù)13-16
• 1.2.3 小間隙下狹縫節(jié)流靜壓軸承國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 CFD技術(shù)概述19-21
• 1.3.1 CFD分析方法19-20
• 1.3.2 FLUENT軟件及分析步驟20-21
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 基于FLUENT小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承數(shù)值計(jì)算23-50
• 2.1 軸承結(jié)構(gòu)、工作原理及設(shè)計(jì)參數(shù)23-24
• 2.2 FLUENT數(shù)值計(jì)算24-26
• 2.2.1 控制方程24-25
• 2.2.2 流場(chǎng)建模及網(wǎng)格劃分25-26
• 2.2.3 邊界條件設(shè)置26
• 2.3 小氣膜間隙下邊界滑移對(duì)軸承特性影響26-30
• 2.3.1 邊界滑移27-28
• 2.3.2 UDF介紹28-29
• 2.3.3 仿真結(jié)果分析29-30
• 2.4 小氣膜間隙下表面粗糙度對(duì)軸承特性影響30-31
• 2.5 基于FLUENT圓環(huán)型狹縫節(jié)流止推軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真結(jié)果分析31-45
• 2.5.1 不同供氣壓力下徑向狹縫與周向狹縫對(duì)軸承特性影響分析32-34
• 2.5.2 不同氣膜厚度下連續(xù)狹縫與非連續(xù)狹縫特性比較34-36
• 2.5.3 狹縫寬度對(duì)止推軸承靜特性的影響36-38
• 2.5.4 狹縫深度對(duì)止推軸承靜特性的影響38-40
• 2.5.5 不同氣膜厚度下狹縫寬度、深度對(duì)止推軸承靜特性的影響40-41
• 2.5.6 狹縫數(shù)量對(duì)止推軸承靜特性的影響41-43
• 2.5.7 狹縫所對(duì)圓心角對(duì)止推軸承靜特性的影響43-45
• 2.6 基于FLUENT的圓盤(pán)型狹縫節(jié)流止推軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真分析45-49
• 2.6.1 不同氣膜厚度下的連續(xù)縫與非連續(xù)縫特性比較45-46
• 2.6.2 狹縫寬度對(duì)止推軸承特性的影響46-48
• 2.6.3 狹縫深度對(duì)止推軸承特性的影響48-49
• 2.7 本章小結(jié)49-50
• 第三章 狹縫節(jié)流模型簡(jiǎn)化理論計(jì)算50-59
• 3.1 理論計(jì)算50-57
• 3.1.1 狹縫流動(dòng)計(jì)算50-52
• 3.1.2 軸承氣膜間隙流動(dòng)計(jì)算52-56
• 3.1.3 狹縫止推軸承的承載力56
• 3.1.4 狹縫止推軸承的剛度56-57
• 3.2 理論計(jì)算與數(shù)值仿真結(jié)果比較57-58
• 3.3 本章小結(jié)58-59
• 第四章 小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承特性實(shí)驗(yàn)研究59-65
• 4.1 狹縫節(jié)流止推軸承結(jié)構(gòu)及參數(shù)59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)原理及裝置59-62
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法62-63
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及對(duì)比分析63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 附錄 邊界滑移代碼70-72
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表論文72-73
• 致謝73

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