高速重載動靜壓混合推力軸承油膜剛度特性研究.pdf

1、液體靜壓推力軸承因其運行精度高、穩(wěn)定性好、功耗低、吸振性好和工作壽命長等特點成為大型數(shù)控裝備的核心部件。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對數(shù)控裝備的旋轉(zhuǎn)速度和承載能力的要求也越來越高，液體靜壓推力軸承在高速重載工況下，剪切發(fā)熱增大，潤滑油粘度下降，油膜變薄且分布不均，油膜剛度下降，局部出現(xiàn)邊界潤滑或干摩擦，進而產(chǎn)生摩擦學失效，靜壓損失嚴重。因此，提出一種新型靜壓油墊的結構方式，使其在加工過程中產(chǎn)生傾角，滿足動壓形成的條件下成為動靜壓混合推力軸承，

2、提高其潤滑性能和油膜剛度，解決在高速重載工況下的加工精度和穩(wěn)定性問題。
　　通過理論推導出動靜壓推力軸承的承載能力方程、平板流量方程、油膜厚度方程和油膜剛度方程，利用三維軟件UG對雙矩形腔可傾式油墊的油膜進行模型建立，分別在軟件ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX中對油膜進行網(wǎng)格劃分及邊界條件設定，利用ANSYS CFX軟件分析相同轉(zhuǎn)速和承載工況下，動靜壓油墊在不同傾角的油膜壓力場、溫度場的變化情況，通過比較分析，得出

3、可傾式油墊的傾角對油膜潤滑性能和油膜剛度影響規(guī)律。對可傾式油墊的油腔面積進行仿真計算出不同油腔面積下的油膜壓力場、溫度場云圖，得出油腔面積對可傾式動靜壓推力軸承油膜潤滑性能和油膜剛度的影響規(guī)律。對傾角和油腔面積進行擬合研究，找出一種最合理的匹配方式，保證動靜壓推力軸承穩(wěn)定運轉(zhuǎn)工作。
　　為了驗證理論計算和模擬分析的正確性，在齊重數(shù)控裝備股份有限公司進行了實驗驗證，以立式車床為研究對象，利用傳感器在12t的工況下對不同轉(zhuǎn)速時油膜的壓