圆形和锥形压力腔气体静压轴承气旋现象研究.pdf

《圆形和锥形压力腔气体静压轴承气旋现象研究.pdf》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、2013年2月润滑与密封Feb．2013第38卷第2期LUBRICAT10NENGINEERINGVolI38No．2DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．02．016圆形和锥形压力腔气体静压轴承气旋现象研究孔中科陶继忠(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900)摘要：气体静压轴承由于存在内部压力浅腔，导致压力腔内部产生气旋现象。采用流体力学软件Fluent对圆形和锥形压力腔气体静压轴承的三维流体流动进行模拟仿真，研究压力腔内部的气旋现象及其对气体轴承性能的影响。结果表明，由于压力腔的存在，气体经小孔流出

2、时在压力腔内部形成气旋现象，导致节流孔出El附近压力陡降，严重影响气体静压轴承的静态性能和动态稳定性。一定的尺寸比例下，圆形压力腔轴承的气旋强度随压腔半径的增大而增强，随压腔深度的减小而减弱。锥形压力腔轴承的气旋强度随压腔深度的增加而增强，随锥角的增大而增强。相同的气容比时，锥形压力腔轴承内部气旋强度较弱，其静态性能却优于圆形压力腔轴承。关键词：气体静压轴承；气旋现象；压力腔形状中图分类号：TH133．3文献标识码：A文章编号：0254—0150(2013)2—067—5StudyontheVortexinAerostaticBearingswith

3、CircularandTaperedRecessKongZhongkeTaoJizhong(InstituteofMechanicalManufacturingTechnology，ChineseAcademyofEngineeringPhysics，MianyangSichuan621900，China)Abstract：Duetotheinsideshallowrecessexistedintheaemstaticbearings，thevo~exwasproducedintherecess．ByusingFluenthydrodynamicss

4、oftware，thethree-dimensionalfluidflowwassimulatedontheaerostaticbearingswithcircularandtaperedrecess，andthevortexintherecessanditsimpactontheperformanceofaerostaticbearingswerestudied．Theresultsshowthatthevortexisproducedintherecesswhenthegasflowsthroughtheorificeduetoexistence

5、oftherecess，whichcausestheabruptlypressuredropneartheoutletofthethrottleorifice，andseriouslyaffectsthestaticcharacteristicanddynamicstabilityoftheaerostaticbearings．Thevortexhasahigherintensitywiththeincreaseoftherecess’Sradiusinthecircular，andhasalowerintensityastherecess’sdep

6、thdiminishinginthecircularrecesswithinacertaindimensionscale．However，asthedepthandthetaperedangleincreasing，theintensityofvortexismuchstrongerinthetaperedrecessofbearing．Withthesamegascubagescale，thevortex’Sintensityislowerinthetaperedrecessthanthecircularrecess，butthestaticcha

7、racteristicismuchbetterthanthatofcircularbearing．Keywords：aerostaticbearings；vortex；recessshapes小孔节流气体静压轴承以低摩擦、低功耗、精度稳。ChenXuedong等于2006年首次发现了气浮支高和静态性能优越等优点广泛应用于精密、超精承节流孔出口附近存在气旋现象，并认为此气旋现象密领域。气体轴承在安装时，为了装调方便，需要在会引起气浮支承的微振动，影响气浮支承结构的运动节流器中开设小孔安装节流塞，而节流塞在安装过程精度。随后，Aoyama等和尼康公司合作

8、，也研究中，不可避免地在节流孔前端出现浅腔，即压力腔。得出节流孔压力腔内部存在气旋现象。此后，叶焱针对压力腔