重載精密靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)靜壓油墊設(shè)計(jì)與數(shù)值仿真技術(shù)研究.pdf

1、隨著重型數(shù)控機(jī)床向著高速、精密、智能化、超大型化方向發(fā)展，采用具有高剛性、高阻尼和高穩(wěn)定性的靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)尤其重要。論文以靜壓支承為基礎(chǔ)，以靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)及其核心部件--靜壓油墊為研究對(duì)象，采用理論分析、數(shù)值模擬、計(jì)算機(jī)仿真的方法，對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究。
　　 運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)知識(shí)、流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論和液壓技術(shù)，對(duì)重載靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)支承系統(tǒng)進(jìn)行分析，建立了油膜厚度與液阻、壓力（載荷）、流量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)研究了重載、變載、偏載條件

2、下油膜剛度的變化規(guī)律，建立了定量式供油和采用不同節(jié)流器的定壓式供油的靜壓油墊設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)了靜壓油墊的計(jì)算機(jī)可視化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了兩種供油形式下靜壓油墊在不同結(jié)構(gòu)與承載情況時(shí)的油腔壓力、油膜厚度、流量、油膜剛度、供油壓力、供油流量等性能參數(shù)的計(jì)算及其曲線(xiàn)的顯示，并可根據(jù)曲線(xiàn)圖進(jìn)行參數(shù)對(duì)比分析，以確定最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　 在對(duì)靜壓油墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過(guò)建立其流體潤(rùn)滑理論及雷諾方程，應(yīng)用CFD技術(shù)，借助FLLIENT軟件對(duì)圓形

3、靜壓油墊的內(nèi)流場(chǎng)特性及其承載能力和油膜剛度進(jìn)行了定量分析與計(jì)算，并與傳統(tǒng)靜壓設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)，二者計(jì)算結(jié)果非常吻合。研究表明，采用CFD技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)靜壓油墊承載能力和油膜剛度的設(shè)計(jì)與計(jì)算，計(jì)算誤差較小，并有助于對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)靜壓油墊的優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能計(jì)算；新型結(jié)構(gòu)靜壓油墊的研究對(duì)提高重載靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的性能具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值，以提高設(shè)計(jì)的效率和計(jì)算的準(zhǔn)確性。
　　 為了提高重載數(shù)控機(jī)床靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力和剛度，提出一種具有多環(huán)

4、形流道油腔和阻尼型封油邊的新型結(jié)構(gòu)靜壓油墊，利用CFD技術(shù)對(duì)其內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值仿真，分析了流場(chǎng)內(nèi)液體流動(dòng)情況，并將其性能與現(xiàn)有的具有單腔體、單平面封油邊結(jié)構(gòu)的靜壓油墊的性能進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，新型結(jié)構(gòu)靜壓油墊的承載能力和油膜剛度較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)靜壓油墊均有提高。
　　 在考慮液壓油可壓縮的基礎(chǔ)上，分析了容積效應(yīng)的驅(qū)振作用、擠壓效應(yīng)的阻尼作用以及靜壓油墊加工精度對(duì)靜壓支承系統(tǒng)壓力及流量關(guān)系的影響規(guī)律，通過(guò)建立靜壓油墊油膜動(dòng)態(tài)特性方程