基于銑床高速電主軸的徑向止推聯(lián)合氣體軸承數(shù)值仿真與試驗研究.pdf

1、當前數(shù)控銑床高速電主軸廣泛采用滾動軸承和滑動軸承，滾動軸承由于磨損嚴重影響壽命，滑動軸承由于潤滑液的摩擦產(chǎn)生大量熱和泄漏問題，應用存在很大局限性。氣體軸承具有轉速高、穩(wěn)定性好、精度高、壽命長等優(yōu)點，目前已成為高速電主軸主要支承方式。
　　論文以銑床用高速電主軸的徑向止推聯(lián)合氣體軸承為研究對象，采用理論分析，數(shù)值模擬及試驗驗證相結合的方法對其流場壓力分布、速度分布以及承載力、剛度等特性進行研究分析，獲得其影響因素及分布規(guī)律。

2、　　結合動壓、靜壓軸承設計理論，對軸承的結構參數(shù)進行設計。針對高速電主軸轉子與徑向止推聯(lián)合氣體軸承之間流場結構，建立三維聯(lián)合軸承數(shù)值仿真模型。采用分區(qū)、結構與非結構網(wǎng)格相結合的方法對模型進行網(wǎng)格劃分，并通過網(wǎng)格相關性對模型進行評估，獲得適合的網(wǎng)格劃分原則。
　　在不同工況條件下，運用CFD方法對徑向止推聯(lián)合氣體軸承的流場特性進行數(shù)值模擬，獲得壓力分布、速度分布以及承載力、剛度的變化規(guī)律，并與單獨徑向氣體軸承流場特性進行對比分析。分

3、析結果顯示:兩種模型具有不同的流場分布特性，高速下徑向止推聯(lián)合氣體軸承動壓效應雖然更顯著，但由于受止推面流場影響，其承載力低于單獨的徑向軸承;在高轉速、大負載條件下聯(lián)合軸承剛度優(yōu)于單獨徑向氣體軸承。
　　在電主軸轉子空載及切削條件下對軸承及電主軸特性進行測試。采用單雙邊加載方式對不同偏心率下軸承負載能力進行測試，并且與仿真結果進行對比分析;通過自編的LABVIEW軟件程序對不同轉速、供氣壓力下轉子的振幅進行采集，分析轉子的穩(wěn)定性及