本文關(guān)鍵詞：平面靜壓氣體軸承靜動態(tài)性能研究　出處：《華中科技大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：靜壓氣體軸承以其固有的無摩擦、高速高精度等優(yōu)異性能而被廣泛應(yīng)用于超精密和超高速運(yùn)動設(shè)備中的運(yùn)動導(dǎo)向部件。但氣體軸承因剛度低、阻尼小，以及穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用。為了在提高軸承的承載力和剛度的同時實(shí)現(xiàn)更高的精度和穩(wěn)定性，國內(nèi)外學(xué)者國內(nèi)外學(xué)者們進(jìn)行了廣泛深入的研究。目前對靜壓氣體軸承靜動態(tài)性能的研究主要針對固有節(jié)流軸承和小孔節(jié)流軸承，而對沿圓周離散分布壓力腔的小孔節(jié)流靜壓氣體軸承靜動態(tài)特性及穩(wěn)定性的研究工作，尚未見諸報(bào)道。因此，，本文主要針對圓形平面靜壓氣體軸承靜動態(tài)性能的數(shù)值計(jì)算方法及軸承參數(shù)對其靜動態(tài)性能的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。 本文首先建立了供氣系統(tǒng)到節(jié)流孔之間的一元可壓縮等熵流動模型并推導(dǎo)了描述氣膜內(nèi)壓力分布的雷諾潤滑方程，基于質(zhì)量流量守恒原理并采用超松弛迭代數(shù)值算法求解了氣膜內(nèi)壓力分布，進(jìn)而計(jì)算了靜承載力和靜剛度等靜態(tài)性能參數(shù)，分析了幾何參數(shù)和工藝參數(shù)對其的影響規(guī)律。 在氣體軸承的靜態(tài)性能分析基礎(chǔ)上，利用攝動法并結(jié)合穩(wěn)態(tài)雷諾方程，建立了氣膜潤滑的動態(tài)雷諾方程，推導(dǎo)出了圓形平面靜壓氣體軸承的動態(tài)剛度系數(shù)和動態(tài)阻尼系數(shù)的計(jì)算方法。通過有限差分法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算得到了氣膜壓力動態(tài)分布，考察了氣膜間隙、供氣壓力及擾動頻率對軸承的動態(tài)性能的影響，并研究了各因素對氣體軸承的穩(wěn)定性影響規(guī)律。 對平面靜壓氣體軸承進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，對比分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)證了所建立數(shù)學(xué)模型和數(shù)值計(jì)算方法的準(zhǔn)確性和采用該模型和計(jì)算方法進(jìn)行動態(tài)性能研究的合理性。
[Abstract]:In order to improve the bearing capacity and rigidity of the bearing , the research on the static and dynamic characteristics and the stability of the small hole throttle static pressure gas bearing in the circumferential discrete pressure chamber has not been reported . Therefore , the paper mainly studies the numerical calculation method of static dynamic performance of the circular planar hydrostatic gas bearing and the influence of the bearing parameters on the static dynamic performance . This paper first establishes a compressible equal - entropy flow model between the air supply system and the orifice , and derives the Reynolds lubrication equation describing the pressure distribution in the gas film . Based on the principle of mass flow conservation and using the super - relaxation iterative numerical algorithm to solve the pressure distribution in the gas film , the static performance parameters such as the static bearing capacity and the static stiffness are calculated , and the influence laws of the geometric parameters and the process parameters are analyzed . Based on the analysis of static performance of gas bearing , the dynamic Reynolds equation of gas film lubrication is established by perturbation method and steady - state Reynolds equation . The dynamic stiffness coefficient and dynamic damping coefficient of circular planar hydrostatic gas bearing are deduced . Experimental tests are carried out on the plane static pressure gas bearing , the experimental data and numerical results are compared , the accuracy of the established mathematical model and the numerical calculation method are verified , and the rationality of the dynamic performance study is carried out by using the model and the calculation method .

【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH133.36

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1355957