高速旋转静压支承接头的芯轴动态力学分析.pdf

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1、2010年2月润滑与密封Feb．20l0第35卷第2期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．35No．2DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．02．014高速旋转静压支承接头的芯轴动态力学分析凌玲王云懋吴百海(广东工业大学机电工程学院广东广州510006)摘要：以研究和开发新型的两通道高速旋转静压支承接头为目的，借助大型有限元ANSYS软件，分析了高速旋转静压支承接头芯轴的固有振动特性及谐响应，探讨了旋转接头的动力特性。结果表明：芯轴刚性越大，临界转速越高；在简谐荷载激励下，随着工作频率的增大，芯轴各处的径向动态位移均有不同程度的增加，

2、但均满足芯轴结构的动态特性设计要求。关键词：静压支承接头；芯轴；振动特性；谐响应；有限元法中图分类号：TH131文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)2—056--'3AnalysisofDynamicMechanicsforSpindleofHydrostaticBearingUnioninHighSpeedRotationLingLingWangYunmaoWuBaihai(CollegeofMechatronicEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006，China

3、)Abstract：Withaviewofstudyinganddevelopinganew—typehighspeedrotationunionofstaticpressuresupportingwithtwochannels，basedonfiniteelementmethodandANSYSsoftware，theintrinsicvibrationcharacteristicandharmon—icresponseforthespindleinhighspeedrotationunionofstaticpressuresupportingwereanalyzed．andt

4、hedynamicchar-acteristicofrotationunionwasexplored．Theresultsshowthatthecriticalspeedofspindleisproportionaltoitsrigidity，astheincreaseoftheoperating~equency，theradialdynamicdisplacementsofspindleareinordinatelyincreasedunderthehumorousload，butthedynamiccharacteristicofspindlestructurecansati

5、sfythedesignrequirements．Keywords：hydrostaticbearingunion；spindle；intrinsicvibrationcharacteristic；harmonicresponse；finiteelementmethod高速旋转接头是一种由机械的固定部位向旋转部特性。对其进行模态分析可以使结构设计避免共振或位传输介质的专用联接体。此类接头的研发主要分布以特定频率进行振动，有助于认识结构对于不同类型在发达国家，他们生产的精密旋转接头性能可靠、使的动力载荷是如何响应的，也有助于其他动力学分析用范围广。而目前国内对高速旋转接头的研发仍处

6、于中估算求解控制参数。因此，对芯轴进行动力学研究起步阶段，仍存在着不少尚未解决的难题。因此，目是很有必要的。虚拟动力学研究是一种先进的新方前国内使用的该类产品绝大部分依然依赖于进口。法，具有其他方法无法比拟的优点，如：节省研究经由于受到各种客观条件的制约，人们往往依靠经费，缩短产品的开发周期等。验对旋转接头进行设计和加工，其结果与设计要求相本文作者以研究和开发新型的两通道高速旋转静差甚远。有限元方法则是一种利用计算机进行数值分压接头为目的，应用有限元软件Mare／Mentat中的轴析的近似计算方法，由于采用有限元方法能自动满足承模块，计算了该静压支承油膜的压力分布以及油膜变形协调

7、条件，因此进行轴系有限元分析时，就不必的承载能力和刚度。通过研究分析和使用，所研究的考虑非静定带来的问题，所以几乎所有的弹塑性结静压支承结构已成功满足高速旋转要求，油膜刚度构静力学和动力学问题都可以用它求得满意的数值计强，且接近零磨损。现拟采用有限元软件ANSYS对算结果。静压支承接头的芯轴进行动力学分析，旨在研究芯轴为了使旋转接头的芯轴达到高速度、高刚度的要的固有频率、振型及谐响应，给出芯轴在正弦激励下求，并使其安全可靠地工作，保证运转精度，芯轴不的响应情况，对高速旋转接头的结