提高气浮轴承传动特性方法的研究

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1、ResearchofMethodtoImproveGasBearingTransmissionCharacteristics20150301摘要诸多科研机械都对轴系零件的承载系统有着速度无关性的设计要求。随着制造水平的提高，静压气浮轴承的承载能力也被进一步加大。气体润滑技术凭借着高转速、无污染和无温度使用限制等优越性,逐渐以一种高效节能的润滑方案被广大业者所认可。目前静压气浮轴承通常采用跨立式组合支撑技术来满足应用需求，但该支撑技术存在着如供气调节复杂，结构不紧凑等一系列固有问题制约着该支撑技术的使用效果。为改善跨立式气浮支承系统的供气复杂，

2、结构不紧凑等问题，本文进行了如下工作：（1）建立了柱面气浮轴承的数值仿真模型。推导了用于求解流体数值模型的基本方程，为以后的曲面气浮支承系统的数值分析研究中控制方程的设置奠定了指导方向。（2）在分析了气体润滑技术在轴承系统中的应用的基础上，对气浮技术在传统轴承上的设计方法进行了研究。通过以上研究引入了对跨立式气浮支撑技术的结构分析。在对跨立式支撑系统进行分析后，针对其可以改进之处提出了曲面气浮支承系统。（3）通过建立曲面气浮支承系统的数值模型，将其在有限元分析平台AnsysWorkbench上通过DM模块进行参数化建模。使用Meshing模块

3、对其进行可控的网格离散化设置，并采用正交试验的方式分析并优化了该模型的网格。（4）采用了数值模拟模块对曲面气膜的各项设计参数进行了仿真研究。求得了设计参数对于该支撑系统承载力的影响。通过分析表明曲面气浮支撑技术可以用于代替某些跨立式气浮支承系统。关键词：曲面气浮轴承，气膜刚度，网格优化，CAE参数化设计IAbstractManyscientificresearchequipmentsrequireshaftingcomponentsofthebearingsystemwithvariablerunningspeed.Withtheimprov

4、ementofmanufacturingtechnology,bearingcapacityofthestaticpressuregasbearingisfurtherintensified.Thegaslubricationwithsuchsuperioritylikehighspeed,nopollutionandnotemperaturerestrictionhasbeenappliedinmanyfieldsgraduallyasakindofhighlyefficienceandenergysavinglubricationsolu

5、tion.Thestaticpressuregasbearingusuallyadoptstraddlemountedcombinationsupporttechnologytomeettheapplicationrequirements.Buttherearesuchissueslikecomplexgasadjustmentoruncompactstructuresbesideaseriesofinherentproblemsthatrestrictstheeffectivityofthesupporttechnology.Toimpro

6、vestraddlemountedofgasbearingsystemofitscomplexproblemsuchasuncompactstructure,thispapercarriesoutthefollowingwork.（1）Thenumericalmodelofcylindergasbearingdesignisestablished.Thebasicequationsoffluidflownumericalmodelhavebeendeduced.Numericalanalysisinthestudyofcontrolequat

7、ioninthesystemhasbeensettedforlaterguidance.（2）Onthestudyofgaslubricationtechnologyintheapplicationofthebearingsystem,thebasismethodofairflotationtechnologyintraditionalbearingofthedesignhasbeenresearched.Throughaboveresearches,thegasstraddlemountedanalysiswasstudied.Aftert

8、heanalysisofstraddlemountedcombinationsupporttechnology,foritsimprovel,surfacegasf