液体静压支承动态性能表达式与应用

液体静压支承具有许多优良性能 :高运动精度 ,低摩擦功耗 ,小轴芯偏移 ,大承载能力 ,强抗震能力与长使用寿命等。但这些好的静态性能必须在优良的支承系统动态性能条件下才能充分显示出来。因此支承静态性能保证运动精度而动态性能保证工作条件。根据力学平衡与流量连续条件建立支承系统传递函数 ,导出支承系统动态性能表达式即系统稳定性、动刚度、固有频率、最大振幅与系统抗瞬态干扰能力的新表达式。通过实验验证 ,新动态性能表达式计算结果可靠 ,而且物理概念清晰 ,故可用于实际工作。     

基于液体静压支承转台的动力学分析与数值模拟

根据实际工程中的液体静压支承系统,将油膜力简化为弹簧支承,建立了工作转台的有限元模型,对工作转台的动力学特性进行了分析。通过数值模拟,研究了单个油腔供油量相同和总供油量不变两种状况下,油腔数目对液体静压支承工作转台振动频率的影响。保持各个油腔供油量相同,在一定的供油范围内,不同油腔数目的液体静压支承工作转台的振动频率随着油腔数目和单个油腔供油量的增大而增大,且这种增大是非线性的。保持总供油量不变,且油腔数目较多(大于6)时,可以不考虑油腔数目对工作转台低阶振动频率的影响。这对进一步研究液体静压支承系统整体的动力学特性提供了一定的理论依据。     

动静压支承滑动轴承性能分析

对用于承载部件的动静压支承滑动轴承进行了弹性流体润滑分析.采用有限元方法产生柔度矩阵计算动静压支承滑动轴承的弹性变形,并在考虑滑动轴承弹性变形下,得出其动压效应随轴承转速的变化、承载能力随偏心率的变化以及静刚度随偏心率的变化情况.结果表明,在弹性流体润滑分析中,用柔度矩阵法可以准确计算动静压支承滑动轴承的弹性变形以及承载性能.     

恒流供油液静压支承静态性能新表达式与应用

恒流供油液静压支承是液静压支承两大供油方式之一 ,主要特点是支承油囊的油直接由一个油泵供给而没有中间环节 ,因而系统非常简单也不会堵塞失效 ,但关于此类液静压支承的静、动态性能尚未见报道。本文提出了这类液静压支承的静态性能新表达式 ,计算结果证明 :它的静态与动态性能与恒压供油毛细管节流液静压支承近似 ,因此可以说静态性能欠佳 ,动态性能优良。由于这类液静压支承静态性能欠佳 ,在外加载荷作用下其轴心偏移偏大 ,因而不宜用于运动精度要求较高的机床。     

高速动静压轴承支承主轴系统动特性测试研究

以自行设计的高速主轴水润滑动静压轴承为基础,采用不平衡质量法识别出转子系统支撑轴承的动特性系数,通过轴承性能测试实验得到了供水压力、主轴转速等运行参数对轴承-转子系统动特性的影响.结果表明:轴承-转子系统动特性系数随系统供水压力和主轴工作转速的增加而增大;在供水压力较低时,工作转速对轴承动特性影响较小;当供水压力升高到一定程度时,工作转速对轴承的动特性产生较大影响,此项研究对轴承-转子系统结构参数的改进以及不同工况下最佳运行参数的确定具有一定的指导意义.     

大型高速动静压轴承的试验研究

对一重型磨床上的大型特殊结构的动静压轴承进行了实验研究,完善了一大型高速动静压轴承试验台,改进了基于频谱分析动静压轴承动特性测试方法,实验中着重考虑了激振频率的影响,得出了一些有实用价值的结论。     

基于有限元方法的液体动静压主轴系统数字化分析

轴承的支撑特性与主轴系统的动态特性直接影响着磨削加工质量,液体动静压主轴系统的动态特性主要体现在轴承的支撑刚度与阻尼.首先使用流体动力学分析技术对液体动静压轴承进行不同参数下的油膜承载能力、油膜温度场分析,进而使用动网格技术对油膜支撑刚度与阻尼进行分析.然后将所得到的支撑刚度与阻尼转化为等效模型应用到主轴系统动态特性有限元分析中,对主轴系统进行动态特性分析.最后采用实验方法测量主轴系统固有频率以验证分析方法的正确性.     

油腔结构对高速动静压轴承性能的影响

研究了四种不同油腔形状的高速液体动静压轴承。研究内容包括轴承润滑油流量、承载能力、刚度、涡动频率,这四种油腔结构轴承分别是正方形油腔,三角形油腔、圆形油腔、角向小孔轴承。通过对这四种轴承性能比较出现,角向小孔轴承具有最优良的性能。将会在高速主轴单元中得到广泛应用。     

动态参数影响下液体静压主轴运动精度分析及优化

针对现有液体静压主轴运动误差分析及优化的不足,基于液体静压主轴的结构参数,建立了主轴运动误差的动力学模型,定量分析了在不平衡质量作用下主轴转子不同转速下的动态参数变化规律。以主轴运动误差数学模型作为目标函数,以主轴系统参数作为设计变量,采用遗传算法对液体静压主轴系统的运动误差进行优化分析。单一因素优化分析时,主轴系统径向误差运动x、y、主轴倾角θ的优化效率分别为41.22%、25.21%、66.16%,多目标优化时效率为4.7%。优化后的主轴运动精度都有了显著的提高,并得到了提高液体静压主轴运动精度的结构参数组合。     

自补偿液体静压轴承静/动态特性有限元分析

对一种新型的自补偿双锥面液体静压轴承进行了理论和实验研究.介绍了自补偿双锥面液体静压轴承结构与工作原理,采用小扰动法建立了其润滑油膜的理论模型,自补偿节流公式中计入了转子移动对节流间隙的影响.采用有限元方法求解了轴承的承载力、流量、刚度和阻尼系数,通过对承载力的测试验证了模型的可行性.结果表明:自补偿双锥面液体静压轴承比同条件下固定节流静压轴承的径向承载力高,且其在较小载荷下工作时具有较高刚度.     

液体晃动与支承减振实验

在弹性支承上的贮液容器，其中液体晃动可简化为弹簧振子系统。支承受水平简谐激励，通过实验探讨液体晃动对支承响应的影响。分析了液体晃动的减振效果，以及与无阻尼动力减振器的相同规律和不同点。指出了减振的条件和局限。     

开式液体静压导轨静态性能与最佳参数

开式液体静压导轨具有运动精度高,摩擦功耗小与导面寿命长的特点.但由于传统节流器性能差,节流参数选择不当,再加上导轨工作面制造精度不高故这种导轨在实际应用中效果不佳.开式液体静压导轨具有两大特征,即:导轨间隙上浮不受限制与每个油囊承受的载荷范围很大,但这两个特征过去常被忽视导致应用效果不够理想,本文介绍这种导轨在采用新型可变节流器与选择最佳节流比或最佳供油压力就能保证在大载荷范围内导轨间隙近于不变,很有实用价值.应用平-圆组合导轨可提高工作面制造精度有助于实现导轨间隙近于不变,故可大大提高运动精度.     

大重型静压支承静态性能及油膜流体仿真

为了解决大重型数控转台的单油腔静压推力轴承无法承受偏载荷问题,提出了单油腔静压支承与静压径向轴承复合设计方案。同时,为了方便静压径向轴承油腔加工,提出了一种新式回型槽油腔结构。此种结构的油腔加工区域仅占单油腔总面积的10%,而承载区域达到75%以上。然后,综合应用三维造型软件Pro/ENGINEER和CFD软件FLUENT,模拟分析圆环形静压支承和回型槽油腔的流速分布及压力分布,揭示了两种油腔结构内部油液流动规律,并计算各自的静态性能,实验验证表明,该设计方案正确性与合理性。     

液体静压轴承的优化设计与实验研究

本文设计了间隙节流比可调式腔内三孔回油,不等轴向封油边液体径向静压轴承与弓形三腔止推的组合静压轴承,导出其刚度、功耗、温升等计算简式。并以高刚度等为约束条件,以最低温升为目标函数,进行了计算机参数优化设计。通过实验验证了计算简式,还着重实验研究了该轴承主轴厂的回转?度、过渡过程、频率特性、温升及热变形。实验结论具有普遍实用意义。     

可变节流面积气浮支承静态性能仿真研究

本文设计了一种新的具有可变节流面积的空气静压气浮支承并建立了气浮支承CFD模型,基于标准的k-ε湍流模型,借助仿真模拟分析了径向狭缝高度(H_b)、轴向狭缝宽度(H_n)、均压腔深度(H_f)和供气压力(P_s)对气浮支承静态性能的影响。根据刚度优先的设计原则,兼顾承载力,确定了较理想的参数取值范围。     

主轴旋转对成形磨齿机床静压磨头性能的影响

理论分析和实验表明,静压磨头主轴在旋转状态下将产生动效应,这种效应能使主轴系统的刚度提高,抗振性增强。在临界转速范围内,主轴的转速越高,动效应越明显,静压磨头的静,动态性能越好。     

MJ7116人造花岗岩及铸铁床身动态性能的实验研究

本文通过对MJ7116平面磨床人造花岗岩材料及铸铁材料床身的动态性能的测试,分析研究了人造花岗岩材料床身的阻尼特性及动刚度提高的原因,得出在结构相似、重量相近情况下人造花岗岩与铸铁床身的动态性能对比结果,为人造花岗岩材料的应用提供了依据。     

拼块式液体静压导轨设计与数值分析

出于加工精度和制造工艺的考虑,采用一种新式的拼块式液体静压导轨结构搭建了相应的实物平台.根据液体静压支撑原理,完成不等面积对置静压支撑导轨的关键参数计算.利用Matlab软件,分析了油腔尺寸、动力粘度和节流比等参数对导轨供油压力等指标的影响.结果表明,适当增加节流比β和小油腔尺寸b2,可以提高导轨供油压力.该研究可为液体静压导轨的工程设计与应用提供理论借鉴.     

不同边界条件下液体静压油腔流场与承载稳定性数值研究

 液体静压支承系统因其承载性能好、摩擦阻力小、精度高、稳定性好的优点,逐渐成为现代高精度数控机床中的核心部件。研究不同情况下油腔承载稳定性对于提高机床加工精度具有重要意义。本文数值研究了不同边界条件以及不同转台转速下液体静压油腔内的流动状态和稳定性。选取圆形静压油腔为计算模型,转台转速范围为0-5m/s。研究结果表明：静态下,油膜厚度对油腔承载能力有很大影响,随着油膜厚度的增加,油腔压强降低,导致油腔承载能力降低;润滑油黏度增加,减弱了涡旋影响,增强了油腔稳定性;油腔深度和油腔入口半径增大,增大了涡旋影响,降低了油腔稳定性;转台的转动造成油腔中的压强分布不均,油腔压强沿转台运动的方向逐渐提高。提高转台转速,油腔内部流场中的涡旋位置和大小也会随之变化,入口附近的涡旋逐渐减弱并远离入口。涡旋的位置影响了油腔压强分布,贴于上壁面的涡旋导致上壁面压强上升,而远离上壁面的涡旋导致上壁面涡旋处的压强下降。     

脉冲液体射流泵性能方程的试验研究

试验采用原型试验,运用数据自动采集系统测试射流泵的各个流量和压力值,并将其换算成无因次参数h^-,q^-,以此来表征射流泵的时均性能。试验研究了五个面积比下的脉冲液体射流泵的性能方程。结果表明脉冲射流可以提高射流泵的效率,而且在一定范围内,脉冲频率越高,效率提高就越大,并验证了数值计算的正确性。