發(fā)布時(shí)間：2018-07-04 21:34

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

【摘要】：靜壓氣體軸承具有高精度、高速度、高運(yùn)動(dòng)分辨率、爬行小、污染少、熱穩(wěn)定好等優(yōu)點(diǎn),從而廣泛應(yīng)用于精密測(cè)量?jī)x器、超精密加工和微細(xì)加工等工程場(chǎng)合。以靜壓氣體止推軸承為基礎(chǔ)的靜壓氣體導(dǎo)軌得到快速發(fā)展。但是,無(wú)論是平面封閉型、圓筒封閉型還是重力平衡型氣體導(dǎo)軌都存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工難度大等問(wèn)題。本文采用真空預(yù)載荷技術(shù),靜壓氣體止推軸承結(jié)構(gòu)中加入真空腔,不但有效地簡(jiǎn)化靜壓氣體導(dǎo)軌結(jié)構(gòu),并且使得導(dǎo)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(pán)形氣體軸承為例,詳細(xì)的分析加入真空腔對(duì)靜壓氣體軸承承載特性的的影響關(guān)系,主要做以下工作: 首先,根據(jù)壓力邊界條件,應(yīng)用加權(quán)余量法對(duì)無(wú)因次化的雷諾方程進(jìn)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(rùn)滑問(wèn)題轉(zhuǎn)換為具有非線性項(xiàng)的壓力方程組。采用MATLAB軟件對(duì)壓力方程進(jìn)行編程求解。該程序能夠計(jì)算不同真空腔面積下,氣體軸承的靜態(tài)特性。 對(duì)環(huán)矩形真空預(yù)載荷氣體軸承進(jìn)行了仿真分析,分析了真空腔面積大小對(duì)承載特性的影響,以及不同設(shè)計(jì)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(yù)載荷的作用效果。 對(duì)圓盤(pán)形真空預(yù)載荷氣體軸承進(jìn)行計(jì)算分析,主要研究了不同真空腔面積對(duì)軸承特性的影響,詳細(xì)分析氣體軸承靜特性變化規(guī)律及真空預(yù)載荷效果。 最后,加工出實(shí)驗(yàn)樣品,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,通過(guò)對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證了理論分析模型正確性,以及真空預(yù)載荷的可行性。 本課題的研究對(duì)進(jìn)一步完善靜壓氣體軸承理論具有一定的理論價(jià)值;對(duì)真空預(yù)載荷氣體導(dǎo)軌的工程應(yīng)用提供理論支持;對(duì)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(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.36

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