小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承特性研究.pdf

1、氣體靜壓軸承廣泛應(yīng)用于精密與超精密加工。為提高靜壓氣體軸承的承載及剛度，需要提高氣膜內(nèi)的壓力分布。通過減小氣膜間隙實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的方法受加工精度的限制，尚未在精密主軸應(yīng)用方面得到深入研究。
　　當(dāng)前，伴隨精密加工技術(shù)的發(fā)展，新的加工手段和方式不斷出現(xiàn)，精密加工能力將不斷提升。另外微發(fā)動機(jī)，在近十年來引起了科技界和學(xué)術(shù)界的高度研究。微發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)中，微轉(zhuǎn)子的直徑一般小于10 mm，與之配套的氣體軸承結(jié)構(gòu)尺寸和工作間隙都將大大減小。因此深

2、入開展微小間隙下靜壓氣體軸承的研究十分必要且可行。
　　本文對小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承特性進(jìn)行研究，運(yùn)用FLUENT軟件對小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承進(jìn)行流場流體仿真。首先建立三維模型，當(dāng)氣膜厚度在5～15μm，根據(jù)Knudsn數(shù)（kn=λ/h）可能處在滑移流，我們采用滑移邊界條件對小間隙下軸承流場進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明，當(dāng)膜厚大于4μm時(shí)滑移影響很小;又對小間隙下表面粗糙度對軸承特性的影響進(jìn)行分析;然后對狹縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，狹縫結(jié)構(gòu)包

3、括:連續(xù)或者斷續(xù)、狹縫圓周長度、徑向或周向、狹縫寬度、狹縫深度，揭示小間隙下狹縫結(jié)構(gòu)對軸承特性的影響機(jī)理及規(guī)律。
　　其次，我們對狹縫節(jié)流止推軸承作簡化模型分析，把狹縫流動和氣膜間隙流動簡化兩平行平板之間的流動，推導(dǎo)出壓力、流量分布公式，并與數(shù)值計(jì)算進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明，兩者具有一致性，從理論上進(jìn)一步分析了狹縫結(jié)構(gòu)對軸承特性的影響。
　　最后，對小間隙下狹縫節(jié)流止推軸承進(jìn)行承載力實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證FLUENT數(shù)值計(jì)算方法的可行