空氣靜壓止推軸承跨縫靜承載特性的研究.pdf

1、由于氣體靜壓軸承具有精度高、結構簡單、摩擦阻力小和壽命長等優(yōu)點,使其在高速和精密工程、微電子技術、醫(yī)療器械和空間技術等領域有著廣泛的應用。特別在航空航天領域中,采用衛(wèi)星控制系統(tǒng)全物理仿真氣浮臺來模擬航天器各自由度的運動并加以控制,以深化對航天器的研究。這種仿真氣浮臺就是依靠空氣在氣體靜壓止推軸承和支承平臺之間形成一定壓力下的氣膜使氣浮臺浮起。然而由于高精度大平面氣浮支撐臺體加工難度大,目前工程上由多塊小平臺拼接而成,這就使得大平面氣浮臺

2、難免存在縫隙。故本文將研究氣浮軸承過縫時承載性能,分析軸承過縫時靜特性的影響因素,為大平面氣浮臺所需空氣靜壓軸承的研究與設計奠定基礎。
　　由于狹縫的影響,使得氣浮軸承過縫時氣膜中心的流場特性發(fā)生變化,本文首先從理論上分析氣體在流道中可能發(fā)生的節(jié)流形式,繼而分析影響氣浮軸承靜特性的因素,包括供氣壓力、氣膜厚度、進氣孔直徑與數(shù)目、狹縫的結構與位置等。
　　目前工程上應用的氣體靜壓止推軸承主要為6孔環(huán)形分布和12孔雙排環(huán)形分布的

3、兩種形式,故本文采用基于有限體積法的FLUENT軟件分別建立6孔和12孔環(huán)形供氣靜壓軸承跨一字縫時的仿真模型,將k-ε湍流模型引入到氣體靜壓軸承的數(shù)值模擬中,針對理想氣體研究氣體靜壓軸承跨縫時的靜特性。首先分析了6孔氣浮軸承不過縫與過三種不同縫位置時的靜承載力和入口流量,分析縫位置對軸承靜特性的影響。繼而針對軸承中心過縫的情況,研究氣膜厚度、進氣孔直徑、進氣孔數(shù)目、供氣壓力、狹縫寬度和狹縫深度對軸承的靜承載力、靜剛度和入口流量三個特性的

4、影響規(guī)律,指出提高6孔氣浮軸承跨縫時靜特性的方法。接下來,本文對12孔雙排交錯分布靜壓止推軸承進行仿真計算,分析中心過縫的兩種形式的靜承載力和入口流量,并與無縫時進行對比,繼而針對其中一種狹縫情況,分析氣膜厚度和供氣壓力對軸承跨縫時靜特性的影響規(guī)律,并和6孔軸承進行了對比,指出狹縫對12孔雙排交錯分布氣體靜壓止推軸承的影響程度要小于6孔靜壓軸承。
　　最后搭建實驗臺,通過試驗方法研究6孔靜壓止推軸承跨縫時的靜承載力受供氣壓力和氣膜