基于FLUENT軟件的單軸氣浮臺(tái)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)性能分析.pdf

1、單軸氣浮臺(tái)是氣體潤滑技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。因其具有摩擦力小、運(yùn)行平穩(wěn)、回轉(zhuǎn)精度高、受溫度影響小等優(yōu)點(diǎn),在航天、航空領(lǐng)域及精密測量儀器上得到廣泛的應(yīng)用。基于單軸氣浮臺(tái)利用能量衰減與旋轉(zhuǎn)移軸測量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量的一種新方法,而單軸氣浮臺(tái)作為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量儀器的重要部件,其穩(wěn)定運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量的前提。所以,對(duì)單軸氣浮臺(tái)的研究有很大的意義。本文主要從兩方面對(duì)單軸氣浮臺(tái)進(jìn)行研究:一是單軸氣浮臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì);二是單軸氣浮臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能研

2、究。
　　單軸氣浮臺(tái)是由徑向式和上、下止推式靜壓氣體軸承組成的復(fù)合型氣體軸承。在設(shè)計(jì)方面,采用了分部設(shè)計(jì)的思想,對(duì)各氣體軸承分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。以Reynolds方程作為研究流體潤滑的出發(fā)點(diǎn),通過設(shè)置邊界條件求解,可得到氣體軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)、氣膜厚度及節(jié)流孔的個(gè)數(shù)。利用gambit軟件進(jìn)行建模、劃分網(wǎng)格;將網(wǎng)格模型導(dǎo)入到Fluent軟件中進(jìn)行計(jì)算,分析軸承間隙中的氣壓分布。結(jié)果表明:氣壓下降幅度小、分布均勻。氣體軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)合理,滿足設(shè)

3、計(jì)的要求。
　　為了校核轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量儀器對(duì)單軸氣浮臺(tái)轉(zhuǎn)速的要求,通過分析氣體軸承的摩擦力矩得出單軸氣浮臺(tái)的摩擦力矩,再根據(jù)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理推導(dǎo)出氣浮臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能。為了確定不同氣壓是否會(huì)造成單軸氣浮臺(tái)發(fā)生徑向跳動(dòng),對(duì)氣浮臺(tái)徑向跳動(dòng)量與轉(zhuǎn)速變化量之間的關(guān)系進(jìn)行了分析。并設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)用于驗(yàn)證上述推導(dǎo)理論的正確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:氣浮臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)其轉(zhuǎn)速是隨時(shí)間衰減的單指數(shù)函數(shù);供氣壓力不會(huì)造成氣浮臺(tái)的徑向跳動(dòng)。單軸氣浮臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能對(duì)