本文關鍵詞：錐面螺旋槽氣體動壓軸承動態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣體軸承作為一種以氣體為潤滑介質的新型滑動軸承，具有結構緊湊、回轉精度高、摩擦功耗小、振動小、零污染、極高轉速下摩擦熱低、極低運動速度時無爬行、可在小擾動條件下穩(wěn)定工作等一系列優(yōu)點，在精密工程、超精密工程、微細工程、空間技術、電子精密儀器、醫(yī)療器械及核工程等領域中有著十分廣闊的應用前景。但氣體軸承也有其不足之處，如承載能力較低、氣膜剛度小，另外，當氣體軸承達到足夠高的轉速時，軸承轉子系統(tǒng)將會出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，由此產(chǎn)生自激振動，阻礙了氣體軸承的廣泛應用。 本文針對氣體動壓軸承的承載性能、動態(tài)特性以及軸承轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了深入的分析與研究，并對氣體動壓軸承的動態(tài)特性進行了試驗研究，驗證了理論分析的正確性。 首先，以錐面螺旋槽氣體動壓軸承為研究對象，研究軸承轉子間隙內(nèi)流體的非線性動力潤滑特性。以計算流體力學和氣體潤滑理論為基礎，利用流體運動方程、連續(xù)方程和氣體的狀態(tài)方程，建立含有對時間偏導數(shù)的氣體潤滑瞬態(tài)Reynolds方程。 其次，采用微分幾何變換的方法，將穩(wěn)態(tài)條件下的氣體潤滑瞬態(tài)Reynolds方程的求解域進坐標行轉換。利用五點差分法對線性方程組進行數(shù)值計算，采用超松弛迭代的方法，，通過VC6.0和MATLAB編程計算軸承轉子間隙內(nèi)的壓力分布，揭示軸承結構參數(shù)和運行參數(shù)變化對軸承穩(wěn)態(tài)氣膜壓力分布、軸向和徑向承載能力等的影響規(guī)律。在求解氣體動壓軸承穩(wěn)態(tài)氣膜壓力分布的基礎上，采用VC6.0計算非穩(wěn)態(tài)氣膜力、氣膜的剛度和阻尼系數(shù)，研究軸承轉子擾動對軸承的動態(tài)剛度和動態(tài)阻尼的影響規(guī)律，分析偏心率和軸承轉速對軸承動態(tài)特性系數(shù)的影響，研究氣體動壓軸承的動力學性態(tài)。 最后，建立軸承動態(tài)特性系數(shù)與軸承轉速和偏心率的關系，分析氣膜穩(wěn)定性的力學機理，研究軸承轉速和偏心率對軸承轉子系統(tǒng)的影響。
【關鍵詞】：氣體動壓軸承 錐面螺旋槽 動特性系數(shù) 穩(wěn)定性 有限差分法 數(shù)值仿真
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.37
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 課題研究的來源、意義和目的8-9
• 1.2 氣體軸承的發(fā)展概況9-11
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文的研究內(nèi)容11-12
• 第2章 錐面螺旋槽氣體動壓軸承潤滑分析模型的建立12-26
• 2.1 錐面螺旋槽氣體動壓軸承的潤滑機理12-13
• 2.2 氣體流場數(shù)學模型的建立13-16
• 2.2.1 氣體潤滑的雷諾方程13-14
• 2.2.2 錐面螺旋槽氣體動壓軸承的控制方程14-16
• 2.3 控制方程的差分形式16-24
• 2.3.1 斜坐標系下的控制方程16-18
• 2.3.2 斜坐標系下控制方程的差分表達式18-24
• 2.4 氣膜厚度方程24-25
• 2.4.1 氣膜厚度方程的建立與求解24-25
• 2.4.2 氣膜厚度相對軸心的差分表達式25
• 2.5 本章小結25-26
• 第3章 錐面螺旋槽氣體動壓軸承的靜態(tài)特性分析26-36
• 3.1 控制方程的求解26-28
• 3.1.1 邊界條件的確定26
• 3.1.2 氣膜壓力分布的數(shù)值求解26-27
• 3.1.3 計算程序的實現(xiàn)27-28
• 3.2 承載力的計算28-29
• 3.3 軸承靜態(tài)特性的分析29-34
• 3.3.1 氣膜厚度與氣膜壓力分布29-32
• 3.3.2 承載性能的分析32-34
• 3.4 本章小結34-36
• 第4章 錐面螺旋槽氣體動壓軸承的動態(tài)特性分析36-56
• 4.1 軸承動態(tài)特性系數(shù)的計算36-40
• 4.2 任意擾動下的氣膜力的計算40-50
• 4.2.1 擾動控制方程的推導40-43
• 4.2.2 擾動控制方程的求解43-50
• 4.3 軸承動態(tài)特性的計算及分析50-52
• 4.4 錐面螺旋槽氣體動壓軸承的穩(wěn)定性分析52-55
• 4.4.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定52-54
• 4.4.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析54-55
• 4.5 本章小結55-56
• 第5章 錐面螺旋槽氣體動壓軸承的實驗分析56-60
• 5.1 實驗臺結構簡介56
• 5.2 實驗步驟56-57
• 5.3 實驗值與理論值的對比和分析57-59
• 5.4 本章小結59-60
• 第6章 結論與展望60-62
• 6.1 結論60
• 6.2 展望60-62
• 參考文獻62-65
• 致謝65-66
• 攻讀碩士學位期間的研究成果66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉暾;劉育華;史小文;;氣體靜壓軸承的有限元數(shù)值解法[J];光學機械;1984年02期

2 方曉麗,何新華,李小穎;圓錐動靜壓軸承動靜特性分析[J];長沙交通學院學報;1997年03期

3 溫詩鑄;邊界元方法在潤滑問題中的應用——Rayleigh階梯軸承[J];潤滑與密封;1982年03期

4 陳雪梅,黎文蘭;氣體軸承技術及其應用[J];潤滑與密封;2000年04期

5 張青雷,盧修連,朱均;邊界條件對滑動軸承性能的影響[J];潤滑與密封;2002年05期

6 王麗麗;葛培琪;路長厚;王珉;;螺旋槽流體動壓滑動軸承數(shù)值分析[J];潤滑與密封;2005年06期

7 郭力;空氣軸承的原理與應用[J];磨床與磨削;2000年02期

8 李興華;空氣靜壓軸承的靜特性計算及其實際應用[J];同濟大學學報(自然科學版);1999年01期

  本文關鍵詞：錐面螺旋槽氣體動壓軸承動態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：331474