【摘要】： 氣體靜壓軸承由于回轉精度高、運轉平穩(wěn)、摩擦小、使用壽命長等優(yōu)點廣泛應用于航空、航天領域的超精密機械、精密量儀和慣性測試設備上。由于多孔質材料的特殊性,可以提供成千上萬的微孔作為軸承節(jié)流器,因而多孔質氣體靜壓軸承具有很高的承載能力和靜態(tài)剛度。本文以研制開發(fā)適用于氣體潤滑的多孔質靜壓軸承為目的,在理論分析和材料實驗的基礎上,建立了多孔質氣體靜壓軸承的承載能力、靜態(tài)剛度及質量流量的數(shù)學模型和理論計算公式,并利用粉末冶金工藝制備適于多孔質軸承的多孔青銅材料。論文取得了如下研究成果: 基于粘性不可壓縮流體的Reynold方程和流體在多孔質內部流動的Darcy定律,系統(tǒng)地論述了多孔質氣體潤滑軸承不同區(qū)域的流動特性,提出了流體在多孔質內部和氣膜間隙的壓力分布方程,并得到這兩個流動區(qū)域的壓力分布方程是相互耦合的這一重要結論。 闡明渦動失穩(wěn)是影響多孔質軸承動態(tài)穩(wěn)定性的主要因素,利用線性擾動法對多孔質靜壓軸承中氣體潤滑的連續(xù)方程求解,得到動態(tài)下軸承穩(wěn)定的臨界質量,并以此為穩(wěn)定性判據,為多孔質軸承設計提供了參數(shù)的優(yōu)化范圍。在此基礎上,提出了一種新的利用不同滲透率的雙層多孔質結構提高軸承的動態(tài)穩(wěn)定性的方法,并通過理論分析證實了這一方法的可行性。 分別采用解析法和數(shù)值法研究多孔質氣體靜壓軸承的壓力場分布,研究結果表明后者在求解效率和計算精度方面要遠優(yōu)于前者,利用FLUENT軟件對止推軸承和徑向軸承的壓力分布情況進行的仿真研究,進一步證實這一結論。 利用粉末冶金方法制備多孔青銅軸承材料,建立了測試多孔質材料滲透率的測試裝置,給出通過實驗數(shù)據,經最小二乘法擬合曲線得到多孔質材料粘性滲透系數(shù)的方法,進而得出多孔材料的粘性滲透系數(shù)與孔隙度的關系。 上述研究成果為多孔質材料在氣體潤滑領域的應用提供了堅實的理論依據,同時多孔質青銅的實驗研究對開發(fā)其他同類多孔質潤滑材料具有重要的參考價值。
【圖文】：

多孔質節(jié)流與小孔節(jié)流軸承剛度的比較

3圖 1-2 多孔質材料潤滑技術在機床應用的模擬示意圖基于以上對高性能軸承的應用需求，利用新型疏松多孔介質作為軸承材料達到上述目的的有效途徑[28]。由于多孔質材料表面均勻分布著成千上萬的，，如圖 1-3 所示，利用這種材料作為氣體靜壓軸承表面，這樣就會在軸承表
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH133.36

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 田富竟;尹自強;王建敏;彭永華;;多孔質節(jié)流空氣靜壓軸承靜態(tài)性能實驗研究[J];航空精密制造技術;2011年05期

相關碩士學位論文 前2條

1 田富竟;快軸伺服系統(tǒng)關鍵技術研究[D];國防科學技術大學;2011年

2 張孝元;局部多孔質靜壓氣體止推軸承的靜態(tài)特性分析與結構優(yōu)化[D];燕山大學;2012年

本文編號：2612680