气压径向轴承性能设计计算开题报告

《气压径向轴承性能设计计算开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、开题报告气压径向轴承性能设计计算1选题的背景、意义1．1相关成熟技术的介绍如图6所示，展示了动压气体轴承在多边形镜面扫描器中的应用。参考数字12是一个基准，它的中间部分用来支撑凸缘轴13。在轴13的周围，一个具有部分14a的圆柱形的套筒14以一个合适的间隙被装配在轴13的圆周方向。轴13的表面通过两个连接环被分成三部分。每个划分的部分都有一定数量的斜槽。其中凹槽13a是箭尾形的图案，凹槽13c是螺旋图案，凹槽13b是箭尾形的图案，目的是产生动态空气压力。基础12在上面装配有固定片l5。固定片l5和转子l6构成马达l7。套筒l4装配有圆形盖子18在一个远离基准

2、13的那一端。圆形盖18有一个喷嘴孔18a通过轴队列。一个中心有孔的多边形镜子安装在套筒14附近一边安放在法兰部分14b。在多边形镜子上，一个有中心孔的固定盘安装在套筒13附近。套筒14，多边形镜19，和固定盘20通过螺钉结合在一起。基准12装有一个圆柱形的盖子2l以构成一个壳体以便装入上面描述的零件，这样可以防止灰尘的进入。在圆柱形盖子21的外壁的一侧有一个安装有防护玻璃21a的开孔。工作的时候，当动力提供给上述的动压轴承的时候，马达17驱动套筒14。当套筒14旋转的时候，能够产生动压动态压力的凹槽13a，和13b产生气流以便套筒l4无接触的在轴13旋转。

3、圆形盖l8当套筒l4不旋转的时候和轴l3接触，在旋转的时候，被螺旋凹槽13c压入的空气将产生一股推力将圆形盖沿一个垂直的方向抬起，如图示A的所示。这时泵入的空气通过喷嘴孔吹出。这样圆盖18被抬了起来，减少和轴13的接触且在空气中盘旋。激光束D通过玻璃罩21a进入壳体到达多边镜19，在这里激光束被反射。像上面描述的常规动压气体轴承如图6所示，会导致一个问题。灰尘进入到轴1和套筒14之间会导致轴2的咬死。这些灰尘来自于定子叠片l5的绝缘层，可以方便通过千分尺级别测量到。图62相关研究的最新成果及动态2001年，MohsenSalehi和ErikSwanson等通

4、过“库爱特近似”(Couetteapproximation)，假设与流体移动应变相比，压力梯度对流体剪切作用的影响可忽略不计，这样使能量方程在计算温度场时大为简化，可实现能量方程和Reynolds方程非耦合求解，得到波箔型径向气体轴承的热力学特我国对波箔型动压气体轴承的研究相对较晚，20世纪90年代初，上海理工大学、中国航空工业第609所等曾对波箔型和悬臂型箔片轴承进行过初步研究。2006年，杨利花、石建华和刘恒等建立试验台对起飞转速、承载能力及其动特性等进行了试验研究，采用摩擦力矩法和径向位移响应频谱法判定轴承的起飞转速，这标志着我国在波箔型气体轴承的试验

5、研究方面迈出了重要一步。2004和2005年，虞烈、戚社苗等引入柔性箔片的动静变形，将轴承动态刚度和动态阻尼的计算归结为对动态Reynolds方程和柔性支承结构动态弹性变形方程联立求解，在线性范围内为波箔型轴承支承的转子系统动力学分析提供了一种方法。2006年，崔明现、候予等在波箔变形为弹性小变形、沿宽度方向变形相等的假设条件下，考虑波箔与接触面之间的摩擦作用力，建立波箔片力学模型进行理论分析，得出计算波箔局部机构刚度的简化公式并分析了影响波箔轴承结构刚度的参数，可为轴承设计提供一定的指导作用。耿海鹏、戚社苗等引入辅助分析部件和利用刚体与柔性体间的多步非线性

6、接触算法求解大预紧多叶径向轴承中的预紧变形和非线性接触行为，将Reynolds方程和非线性的接触求解过程耦合起来迭代求解，得到大预紧效应的多叶箔片轴承静态承载性能，对进一步优化设计波箔型轴承具有重要意义。3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标气体润滑的主要特征表现为气体的可压缩性，因此可压缩流体Reynolds方程是气体轴承性能计算的基本方程，这个非线性偏微分方程仅对于特殊的间隙形状才可能求得解析解，而对于一般的气体润滑问题，无法用解析方法求得精确解。在气体轴承的性能计算中，通常使用近似解法或数值解法。数值解法所得到的计算结

7、果与实验结果更为接近，所以被广泛采用。最常用的数值方法是有限差分法、有限元法和边界元法。数值方法虽然是求解气体轴承性能的有效途径，但是这些算法本身都是相当复杂的，而计算程序的编制和调试过程又是非常耗时的。因此寻求一种简单、高效的气体轴承性能计算方法，无疑具有重要的工程意义。工具箱为这种方法提供了可能。MATLABPDE工具箱在许多学科中得到有效的应用，但这些应用大多局限于在图形用户界面中对符合PDE工具箱要求的标准形式的偏微分方程进行直接求解，对于非标准形式的复杂偏微分方程（例如本文要求解的动压气体润滑Reynold方程），这种方法是无能为力的。对气膜轴承动

8、力特性的研究从动力学来说，与滑动轴承的油膜一样，气膜