本文選題：靜壓氣體軸承 + 真空預載荷　； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2011年碩士論文

【摘要】：靜壓氣體軸承具有高精度、高速度、高運動分辨率、爬行小、污染少、熱穩(wěn)定好等優(yōu)點,從而廣泛應用于精密測量儀器、超精密加工和微細加工等工程場合。以靜壓氣體止推軸承為基礎的靜壓氣體導軌得到快速發(fā)展。但是,無論是平面封閉型、圓筒封閉型還是重力平衡型氣體導軌都存在著結構復雜,加工難度大等問題。本文采用真空預載荷技術,靜壓氣體止推軸承結構中加入真空腔,不但有效地簡化靜壓氣體導軌結構,并且使得導軌的承載特性得到很大提高。 本文以環(huán)矩形氣體軸承和圓盤形氣體軸承為例,詳細的分析加入真空腔對靜壓氣體軸承承載特性的的影響關系,主要做以下工作: 首先,根據(jù)壓力邊界條件,應用加權余量法對無因次化的雷諾方程進行降階;然后,引入氣膜壓力插值函數(shù),采用有限單元法把氣體潤滑問題轉換為具有非線性項的壓力方程組。采用MATLAB軟件對壓力方程進行編程求解。該程序能夠計算不同真空腔面積下,氣體軸承的靜態(tài)特性。 對環(huán)矩形真空預載荷氣體軸承進行了仿真分析,分析了真空腔面積大小對承載特性的影響,以及不同設計參數(shù)下氣體軸承的靜態(tài)特性變化規(guī)律,然后比較了真空預載荷的作用效果。 對圓盤形真空預載荷氣體軸承進行計算分析,主要研究了不同真空腔面積對軸承特性的影響,詳細分析氣體軸承靜特性變化規(guī)律及真空預載荷效果。 最后,加工出實驗樣品,進行實驗測試,通過對比分析實驗測量結果和理論計算結果,驗證了理論分析模型正確性,以及真空預載荷的可行性。 本課題的研究對進一步完善靜壓氣體軸承理論具有一定的理論價值;對真空預載荷氣體導軌的工程應用提供理論支持;對發(fā)展靜壓氣體軸承具有重要意義。
[Abstract]:The hydrostatic gas bearing has the advantages of high precision, high speed, high motion resolution, small crawling, less pollution, good thermal stability and so on, so it is widely used in engineering applications such as precision measuring instruments, ultra-precision machining and micro-machining. The hydrostatic gas guide based on hydrostatic gas thrust bearing has been developed rapidly. However, there are many problems such as complicated structure and difficulty in machining, both in plane sealing, cylinder sealing and gravity equilibrium gas guideways. In this paper, vacuum preload technology and vacuum cavity are added to the structure of hydrostatic gas thrust bearing, which not only simplifies the structure of static pressure gas guide rail, but also greatly improves the bearing characteristics of the guide rail. In this paper, taking ring rectangular gas bearing and disk gas bearing as examples, the influence of vacuum chamber on bearing characteristics of hydrostatic gas bearing is analyzed in detail. The main work is as follows: firstly, according to the pressure boundary condition, The dimensionless Reynolds equation is reduced by using the weighted residual method, and then the gas lubrication problem is transformed into a pressure equation system with nonlinear terms by introducing the film pressure interpolation function and using the finite element method. The pressure equation is solved by MATLAB software. The program can calculate the static characteristics of gas bearing under different vacuum cavity area. The simulation analysis of ring rectangular vacuum preload gas bearing is carried out, and the influence of vacuum cavity area on bearing characteristics is analyzed, and the static characteristics of gas bearing under different design parameters are analyzed. Then the effect of vacuum preload is compared. The influence of different vacuum cavity area on the bearing characteristics is studied in this paper. The static characteristics of the gas bearing and the vacuum preload effect are analyzed in detail. Finally, the experimental samples are processed and tested. The correctness of the theoretical analysis model and the feasibility of vacuum preload are verified by comparing and analyzing the experimental results and theoretical calculation results. The research of this subject has certain theoretical value for further improving the theory of static gas bearing, provides theoretical support for the engineering application of vacuum preload gas guide rail, and is of great significance to the development of hydrostatic gas bearing.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH133.36

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本文編號：2097525