平面静压气浮轴承的超声速流场特性

带有锥形气腔的平面气浮轴承的流场计算分析

维普资讯
１４
液压与气动
２００８年第１期
带有锥形气腔的平面气浮轴承的流场计算分析
孙昂，马文琦，王祖温
ＣａｃｌｔｏｆＥｘｅｎｌｙＰｒｓｕｉｅｓＬｕｒｃｔｄｌｕａｉｎｏｔｒａｌｅｓｒｚｄＧａｂｉａｅ
了理论上的研究。通过通流面积和马赫数的计算深入分析了随着气膜厚度的变化，承流场内压力的变化轴
及变化机理。通过实验证明，轴承间隙很小时两种方程求得的压力值与实验结果是一致的。但随着气膜在厚度的增加，用纯黏性润滑方程计算的偏差很大，采而采用Ｎｓ方程计算的结果与实验结果基本一致。并．通过与环面节流的平面轴承的压力对比，明增大气膜入口处的节流面积，可以增加轴承的质量流量，高表提
作者简介：昂（９ｏ＿，，孙１７＿）女吉林辽源人，士，博主要从事流体传动与控制方面的研究工作。
［］陈其纯．３可编程序控制器应用技术［．Ｍ］北京：高等教育
出版社，０３２０．
［］韩勇．６基于ＰＣ的粉料包装称重系统［］ＬＪ．测量与设备，
２０．０１
［］张启玲，８何玉安．Ｐ动，２０（）３ —３．０５１：１３
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２００８年第１期
开发高压重载气浮轴承奠定理论基础。
１流道结构

静压气体球轴承动态特性的实验研究

ＡｂｔａｔＥｑｉａｅｔｍａｈｍａｉａｄｌｏｓｒｃ：ｕｖｌｎｔｅｔｃｌｍｏｅｆ￣ｅｕｎｙｒｓｏｓｕｎｔｏｏｘｅｎｌｒｓｕｚｄｓｈｒｃａｅｒｎｑｅｃｅｐｎｅｆｃｉｎｆｒｅｔｒａｌｐｅｓｒｅｐｅａｇｓｂａｇｙｉｉｌｉｗｉｎｅｅｔｃｍｐｎａｉｎｗａｕｌ．ｅｒｓｌｏａｃｌｔｎｓｏｈｔｆｅｕｎｙｒｓｏｓｈｒｃｅｉｔｃｆｔｓｅｒｎｔｉｈｒｎｏｅｓｔｓｂｉＴｈｅｕｔｆｃｌｕａｉｈｗｓｔａｑｅｃｅｐｎｅｃａａｔｒｓｉｓｏｅｔｂａｉｇｈｏｔｏｒｃａｇｔａｅｙｏｐｒｔｇｐｉｔｎｒｕｂｔｎｆｅｕｎｙ，ｔｉｎｉａｅｈｔｔｅｆｌｌａｓｓａｓｒｎｏ・ｈｎｅｗｉｈｖｒｔｆｏｅａｉｏｎｓａｄｐｅｔｒａｉｑｅｃｉｓｉｄｃｔｄｔａｈｍ・ｏｄｍａｓｉｔｏｇｎｎｉｎｏｒｉ
郭良斌包
（．武汉科技大学１
钢
黑龙江哈尔滨１００）５０１
湖北武汉４０７；２哈尔滨工业大学３００
＋
摘要：建立了静压气体球轴承气膜位移－动态力频响函数的数学模型。计算结果表明，轴承气膜频响函数的幅相频；
ｆ率特性随轴承工作点和摄动频率的变化而变化，表明气膜系统是一个强非线性系统。介绍了特性实验动装置的工作原｛理；及系统固有模态对测试结果的影响。测试结果表明，２４０ｚ频段内，在２ — ０Ｈ的当气膜高度不大于７ｍ时，用作者ｉ０，ｖ采ｉ提出的静压气体球轴承频响函数计算方法，准确地讣算出气膜位移・可以动态力频响函数的幅频特性。实验装置尚不ｉ具

静压止推气浮轴承动特性的微扰动法研究

静压止推气浮轴承动特性的微扰动法研究卢志伟;马方杰;刘波;张君安【摘要】为了实现对静压气浮轴承的动特性进行研究,提出并设计了一种具有可变截面积均压槽的静压气浮轴承,结合气浮轴承的力学振动模型采用微扰动法建立了气浮轴承动态控制方程,运用有限差分法对气浮轴承动态控制方程进行了数值求解,得到了气浮轴承的动态刚度和阻尼.计算结果表明:当振动较小时静压止推气浮轴承的动态刚度值与静态刚度值相当,在气膜间隙为5.5 μm左右时,气浮轴承的动、静刚度均达到最佳值;在同一供气压力下,随着气浮轴承气膜间隙的增大,其动阻尼呈非线性减小,气膜间隙对气浮轴承动阻尼系数的影响较大.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)001【总页数】6页(P149-154)【关键词】机械学;气浮轴承;微扰动;动刚度;动阻尼;有限差分【作者】卢志伟;马方杰;刘波;张君安【作者单位】西安工业大学机电工程学院,陕西西安710032;西安工业大学机电工程学院,陕西西安710032;西安工业大学机电工程学院,陕西西安710032;西安工业大学机电工程学院,陕西西安710032【正文语种】中文【中图分类】TH133.36DOI:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.01.022随着精密、超精密技术的发展,对气体静压轴承的刚度、精度及稳定性都提出了更高和更迫切的要求[1-2]。

由于气体的可压缩性,对提高气体静压润滑轴承的气膜刚度带来很大的困难,因此提高气体静压轴承的刚度是气体静压轴承研究领域的难点和热点之一,属于前沿问题[3-4]。

传统的气体静压止推轴承都采用小孔、环面、狭缝等节流阻抗固定的节流器,其承载能力和刚度的提高非常有限。

对气浮轴承刚度进行反馈控制是实现高刚度甚至无穷静刚度的一条有效途径,近十几年来国内外开展了不少这方面的研究,但是在气浮轴承应用方面的进展并不明显[5]。

为使气浮轴承刚度的提高有新突破,根据气膜间隙变化或相应的压力分布变化改变均压槽的截面积,在承载面采用弹性薄板来实现可变截面均压槽的气浮轴承是一种很有应用前景的新型高刚度气浮轴承[6]。

气浮推力轴承支撑平台平衡机制及静特性分析

ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ａｉｒｄｙｎａｍｉｃｌｕｂｉｃｒａｔｉｏｎｃｏｕｐｌｅｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅａｉｒｉｆｌｍｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｌｏｆｗｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｉｂｒｕｔｉｏｎａｎｄｇａｓｌｆｏｗ，ａｎｄＲｅｙｎｏｌｄｓｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅｇａｓａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｌｏａｄ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎａｉｒｖｉｓｃｏｓｉｔｙｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｓｉｎｔｙｐｉｃａｌｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｓｐｅｅｄａｎｄｌｏａｄｉｎｇｏｆ
２０１７年９月
润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｓｅｐ．２０１７
第４２卷第９期
Ｖｏ１．４２Ｎｏ．９
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４ — ０１５０．２０１７．０９．００４

静压止推气体轴承性能分析

计算流体力学在 20 世纪 80 年代取得了重大进展。在高速可压缩流动方面，基于总变差减小(Total Variation Diminishing，TVD)与矢通量分裂(Flux VectorSplitting)、通量差分分裂(Flux Difference Splitting)等方法的高精致格式 (High Resolution Scheme)终于较好地解决了流体力学的一大难题——跨、超音速计算的激波精确捕获。而采用传统的人工黏性方法的 Jameson 格式等在这方面也取得很大的成功。多重网格与残差光顺(Residual Smoothing)等加速收敛技术有效地减少了三维流动模拟的巨大计算工作量。而在低速不可压流动方面，利用人工可压缩性方法与压力校正法等对纳维尔-斯托克斯方程组的直接求解取代了局限性很大的流函数-涡量法等传统解法，从而也促进 CFD 技术向流体传热、多相流、燃烧与化学反应流等领域迅速扩展与深入。这些进展为通用 CFD 软件的发展奠定了良好的理论基础。计算流体力学按照求解的方程可以分为两大类，一类是求解传统的 NS 方程。另一类是近一二十年发展起来的方法。这类方法直接求解波耳兹曼方程，NS 方程可以看作是波耳兹曼方程在一定条件下进行统计平均的结果。波耳兹曼方程在微观尺度上按照概率统计的方法描述了流体微团的运动。这类方法的优势是，在低于 0.3 马赫数以下的计算中可以达到非常高的计算精度，所以被广泛的应用于汽车领域。但是，在超过 0.3 马赫数的问题中，其本身的理论基础不是十分成熟，限制了其在航空航天领域的应用。本文还是求解传统的 NS 方程。对于 NS 方程常用的离散方法有限体积法 (FVM)、有限元素法(FEM)、有限差分法(FDM)和谱方法等等。
计算流体力学和相关的计算传热学，计算燃烧学的原理是用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组，求解结果能预报流动、传热、传质、燃烧等过程的细节，并成为过程装置优化和放大定量设计的有力工具。计算流体力学的基本特征是数值模拟和计算机实验，它从基本物理定理出发，在很大程度上替代了耗资巨大的流体动力学实验设备，在科学研究和工程技术中产生巨大的影响。不但如此，计算流体力学还能够处理一些实验和理论分析都难以解决的问题。 NASA 曾经研究一种新型飞机(Aerospace Plane)，这种飞机将以 20 倍音速以上的速度飞行。因为这样的马赫数远远超过现在风洞的能力，所以无法使用风洞实验满足研究

静压球面气体轴承工作特性数值分析

静压球面气体轴承工作特性数值分析
张珂;刘大鹏
【期刊名称】《润滑与密封》
【年(卷),期】2024(49)6
【摘要】针对传统的主控雷诺方程推导过程中使用的连续性方程在静压气体轴承
的节流孔处并不适用的问题,对雷诺方程进行修正。

基于保角变换方法、牛顿迭代法、有限差分法和松弛迭代法对轴承气膜流场区域修正雷诺方程进行计算,得到在
不同供气压力下节流孔分布锥顶角处气膜压力沿周向的分布,分析供气压力、径向
偏心率和节流孔直径对静压球面气体轴承径向承载力、轴向承载力和耗气量的影响。

结果表明:静压球面气体轴承的径向和轴向承载力受到静压效应和动压效应的耦合
影响;供气压力越大,径向和轴向承载力越大,耗气量量越大;径向偏心越大,径向和轴
向承载力越大,径向偏心率对耗气量影响很小;节流孔直径越大,径向承载力、轴向承载力和耗气量越大。

【总页数】8页(P169-176)
【作者】张珂;刘大鹏
【作者单位】上海应用技术大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH133
【相关文献】
1.球面螺旋槽动静压气体轴承动态特性分析
2.静压径向气体轴承静态特性数值分析
3.基于CFD的球面动静压气体轴承稳态性能及动态特性分析
4.单节流孔静压球面气体轴承动态特性的有限元分析
5.单供气孔静压球面气体轴承特性分析
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高速气浮静压轴承节流孔孔径的设计

高速气浮静压轴承节流孔孔径的设计
张俊红;郭军华
【期刊名称】《机械设计》
【年(卷),期】2004()z1
【摘要】在分析一类高速气浮轴承工作原理的基础上,建立其轴径轴承的静态承载力模型,并据此分析出轴承间隙中气体流量、压强与节流孔孔径间的相互关系,以及在低速运转下受离心力作用的轴径中心运动轨迹.最后,通过模拟仿真并考虑实际工况给出了轴承间隙和节流孔孔径两个关键尺寸.此举为高速气浮轴承的国产化奠定了一个良好的基础.
【总页数】3页(P183-185)
【关键词】气浮轴承;结构设计;转子-轴承系统
【作者】张俊红;郭军华
【作者单位】天津大学,机械工程学院,天津,300072 天津大学,机械工程学院,天津,300072
【正文语种】中文
【中图分类】TH122
【相关文献】
1.高速气浮静压轴承的结构设计 [J], 张俊红;孙少军;郭军华
2.小孔节流空气静压止推轴承节流孔出口流场特性研究∗ [J], 赵晓龙;董皓;方舟;张君安
3.双面薄膜反馈节流径向静压轴承及小孔节流推力静压轴承的设计与计算 [J], 李恩祥
4.节流孔分布对矩形止推气浮静压轴承承载力的影响 [J], 庄泽伟;尹自强;姚建华;孟松涛
5.用于微型涡轮机的节流孔式静压气浮轴承实验 [J], 黄国平;王跃;梁德旺
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静压空气平面轴承特性与节流器间距关系的仿真研究

中图分类号：２１ＴＩＶ１；Ｈ１７文献标志码：Ａ文章编号：６１８５（００００６０１７ — ７５２１）４— ０２— ６
ＳｍｕａｉｎＲｅｅｒｈｏｔｌｔｏｓｉｅｗｅｎＯｒｆｃｐａｉｎｄｉｌｔｏｓａｃｎｈｅＲｅａｉｎｈｐｂｔｅｉｅＳｃｎｇａｉｔａａｔｒｓｉｓｏａｄＡｅｏｔｔｃＢｅｒｇｈｅＣｈｒｃｅｉｔｃｆＦｌｔＰａｒｓａｉａｉｎ
ＣＨＥＮｉｇ，ＹＡＮＧｏ，ＣＨＥＮＨＡＮｎＧａ— ｅＴａＬｉ，Ｂｉ
（．ＳｈｏｎｏｍｔｎＥｇｎｅｎＳｕｗｓＵｉｒｔｃｎｅａｄＴｃｎｌｙ１ｃｏｌｆＩｒａｉｎｉｅｒｇ，ｏｔｅｎｖｓｙｏｉｃｎｅｈｏｏ，ｏｆｏｉｈｔｅｉｆＳｅｇ
流量、气膜压力分布、速度分布等，为优化节流器间距提供了依据。采用Ｐｖ和ＨｘＷｅｇｏｐｒａｅｅ／ｄｅＣｏｅ方法划分阵列的几何模型得到非均匀体网格，然后基于三维双精度标准ｋ—ｓ黏性湍流两方程模型实现了计算流体力学仿真。仿真结果表明：在一定范围内增大节流器间距，气膜静压力平均值减小但气膜承载力增大，增速逐步减缓；节流器间距的调整不影响阵列的质量流量；随着节流器间距的增加，气膜压力从最大值向环境大气压递减的速度变小，气体平均出口速度按比例减小，气体速度死区的面积增大。关键词：压空气平面轴承；静节流器间距；计算流体力学；气膜分布

高速静压气体轴承——转子系统的特性研究的开题报告

高速静压气体轴承——转子系统的特性研究的开题报告一、题目高速静压气体轴承——转子系统的特性研究二、研究背景随着工业生产的不断发展，机械设备的使用频率增加，对轴承的要求也越来越高。

而高速静压气体轴承因其高转速、低磨损、低摩擦等特点受到了广泛的关注。

目前已经有多种静压气体轴承被研发出来并且应用于实际生产中。

然而，由于转子系统的复杂性，使得这些轴承的性能优劣不一，需要针对性进行研究和改进。

三、研究内容和方法研究内容：1. 系统整体结构设计和参数选择，包括定子、转子、轴承以及工作气体等。

2. 研究转子系统的运动模式，包括转子的动力学特性、受力分析等。

3. 研究静压气体轴承的特性，包括承载能力、摩擦系数、磨损性能等。

4. 通过理论分析和仿真计算，研究不同参数对转子系统特性的影响，包括转子的振动、谐波等。

5. 实验验证研究结果，优化系统结构参数，提高轴承的性能。

研究方法：1. 理论分析和计算方法，包括力学模型、数学模型等。

2. 计算机仿真方法，使用ANSYS、SolidWorks等工具进行模拟计算。

3. 实验方法，通过建立实验体系验证理论计算结果。

四、研究意义1. 可以为高速静压气体轴承的改进和优化提供参考依据。

2. 可以提高轴承的耐磨损能力，延长轴承使用寿命，降低维修成本。

3. 可以推动高速气体轴承技术的发展，促进相关行业的进步。

五、进度计划第一年：文献调研，熟悉研究对象，建立转子系统模型，进行理论分析和计算。

第二年：完成计算机仿真，分析不同参数对转子系统特性的影响。

第三年：通过实验验证研究结果，优化系统结构参数，提高轴承的性能。

提交毕业论文。

六、参考文献1. 蒋凡, 张鸿, 郑明忠, 曲富荣. 高速非接触式轴承技术综述[J]. 工程科学学报, 2020, 42(4):434-448.2. 李坤, 康逸飞, 张水源. 滑动轴承特性研究进展[J]. 机械设计与制造, 2019, 03:210-217.3. 郭海燕, 郭文静, 刘江宁. 基于压气静力润滑理论的高速气体轴承设计与仿真[J]. 机械设计与制造, 2019, 12:31-36.4. M. Sarangi, J. M. Caicedo, B. K. Biswas, et al. Mathematical modeling and optimization of a double-acting aerodynamic thrust bearing rotor system considering actuator dynamics and rotor flexibility[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2019, 115:278-300.。

新型静压气体球轴承的超声速现象研究

（ｃｏｌｏｅｈｔｏｉｓＥｎｎｅｉｇ，ＨａｂｉｎｔｔｔｆＴｅｈｏｌｇ，Ｈａｂｎ１０８ＳｈｏｆＭｅａｒｎｃｇｉｅｒｎｒｎＩｓｉｕｅｏｃｎｏｙｒｉ５００，Ｃｈｎ）ｉａ
ＡｂｔａｔＴｈｕｅｓｎｃｐｅｏｅｏｅｒａｒｓｐｌｎｅｓｏｘｅｎｌｒｓｕｉｅｐｅｉａｓｒｃ：ｅｓｐｒｏｉｈｎｍｎｎｎａｉｕｐｙｉｌｔｆｅｔｒａｌｐｅｓｒｚｄｓｈｒｃｌｙａｒｂａｉｇｅｅａｅｎｕｄｓｒｂｅｐｅｓｒｅｒｓｉｎａｄｔｅｅｕｅｈｉｏｄｃｒｙｎｉｅｒｎｓｇｎｒｔｓａｎｅｉａｌｒｓｕｅｄｐｅｓｏｎｈｎｒｄｃｓｔｅｒｌａ — ａｒｉｇｃｐｃｔ．ＩｈｓｓｕｙａＣａａｉｙｎｔｉｔｄ，ＦＤ－ａｅｎｌｓｓｗａｅｆｒｅｏｓｌｅｎｍｅｉｌｈｈｅ — ｂｓｄａａｙｉｓｐｒｏｍｄｔｏｖｕｒｃｌｔｅｔｒｅａｙ
第４卷５
第５期
西
安交
通
大学学
报
Ｖｏ．Ｎｏ．１４５５
Ｍａ２１ｖ０１
２１年５０１月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩＡＮＩＪＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＴＹＩ
新型静压气体球轴承的超声速现象研究

超声速流下多供气孔圆盘静压止推气体轴承性能分析

２１０１年３月
润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｍａ．２ｌｒ０１Ｖｏ．６Ｎｏ３１３．
第３６卷第３期

ＤＯＩ０３６／．ｓｎ０５：１．９９ｊｉｓ．２４—０５．０１．３０１１０２０．４１
ＡｂｔａｔＴｈｕｒｃｌｓｍｕａｉｎｏｈｈｅ — ｉｎｉｎｌｆｗｅｄｏｉｃｌｒｔｒｓｅｏｔｔｅｒｎｔｌｉｓｒｃ：ｅｎｍｅａｉｌｔｆｔｅｔｒｅｄｍｅｓｏａｏｆｌｆｃｒｕａｈｕｔａｒｓａｉｂａｇｗｉｈｍｕｔ— ｉｏｌｉｃｉ
超声速流下多供气孑圆盘静压止推气体轴承性能分析Ｌ
王学敏李姗姗庄明白红宇付豹
（中国科学院等离子体物理研究所
安徽合肥２０３）３０１
摘要：应用Ｆｕｎ软件对多供气节流ｆ￣圆盘静压止推气体轴承进行三维流场的模拟计算，分析供气ｆ￣数、气ｌｅｔｌＬ，ｌＬ，
ｔｅｐｒｏｍａｃｆｃｒｕａｅｏｔｔｃｔｒｓｅｒｎｓａａｙｅａｄｔｅｒｓｌｒｏａｅｔｙｏｄｑａｉｎｈｅｆｒｎｅｏｉｃｌｒａｒｓａｉｈｔｂａｉｇｗａｎｌｚｄ，ｎｈｅｕｔｗｅｅｃｍｐｒｄｗｉｈＲｅｎｌｓｅｕｔｏｕｓｓｌｔｏＴｈｒｓｕｅｄｓｒｂｔｏｎａｈｎｍｂｒａｈｌｃｅｒｎｅｗｅｅａａｙｅｎｔｅｃｎｉｉｎｏｕｅｓｎｃｆｗｏｕｉｎ．ｅｐｅｓｒｉｔｕｉｎａｄＭｃｕｅｔｔｅｆｍｌａａｃｒｎｌｚｄｉｈｏｄｔｆｓｐｒｏｉｏｉｉｏｌｏｏｃｕｒｎｕｅｓｎｃｆｗ．ｈｅｕｔｈｗｈｔｔｅｃｍｐｅａｏｔｔｅａｅｆｏｆｃｏｅｉｔｈｌｅ — ｒｎｔｏｃｒｉｇｓｐｒｏｉｌｏＴｅｒｓｌｓｏｔａｈｏｌｘｇｓｆｗｓａｈｒａｏｒｅｈｌｎｏｔｅｆｍｎｓｌｉｉｉｔｎｅｒｇｏａｅｈｎｌｄｅｓｌｙｔｅＦｕｎｕｒｃｌｓｍｕａｉｎａｐｉａｉｎ．ｎｒａｉｇｆｒｔｅｎｍｂｒｏｕｐｙｒｃｅｉｎｃｎｂａｄｅａｉｙｂｈｌｅｔｎｍｅａｉｌｔｐｌｃｔｏＩｃｅｓｎｏｈｕｅｆｓｐｌａｉｏｈｌｓｒｄｃｎｈｌｇｐａｄｃｔｎｏｕｐｌａｒｓｕｅｉｙｔｖｉｕｅｓｎｃｆｏｏｃｒｎｎｔｅｃｒｕｏｅ，ｅｕｉｇｔｅｆｍａｎｕｔｇｄｗｎｓｐｙｇｓｐｅｓｒｓａｗａｏａｏｄｓｐｒｏｉｗｃｕｒｇｉｈｉｃ — ｉｉｌｉｌｒｔｒｓｅｏｔｔｃｂａｎ．ａｈｔａｒｓａｉｅｒｇｕｉＫｅｗｏｄ：ｌｅｔｍｕｔｏｆｃｅｏｔｔｈｕｔｂａｉｇ；ｙｏｄｑａｉｎｓｌｔｎｙｒｓＦｕｎ；ｌ — ｒｅａｒｓａｉｔｒｓｅｒｎＲｅｎｌｓｅｕｔｏｕｉｉｉｉｅｏｏ

机床主轴静压气体止推轴承静态特性随参数变化规律研究

机床主轴静压气体止推轴承静态特性随参数变化规律研究丁泊遥;张建波
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】超精密机床主轴一般采用静压气体轴承支承。

文章应用大型商业计算流体软件Fluent,并结合MATLAB神经网络拟合工具箱,训练拟合出不同参数与轴承承载力及入流质量流量的映射关系函数,基于此,研究了不同参数对单节流孔圆形静压气体止推轴承静态特性影响的规律。

首先,将计算的压力分布与文献中的实验数据进行对比,来验证计算模型与边界的正确性;然后,采用MATLAB神经网络拟合工具箱,训练拟合出轴承半径、节流孔孔径、气膜厚度和外界供气压力与轴承承载力及入流质量流量的映射关系函数;最后,研究了静压气体止推轴承外部供气结构对轴承压力分布的影响;气膜厚度、节流孔直径和供气压力对轴承承载力及入流质量流量的影响。

结果表明:外部供气结构对轴承压力没有明显的影响;气膜厚度减少、孔径和外界供气压力的增大会增大轴承的承载力;气膜厚度、孔径和外界供气压力的增大都会增大入流质量流量。

【总页数】6页(P18-23)
【作者】丁泊遥;张建波
【作者单位】中国通用技术(集团)控股有限责任公司;中国航发湖南动力机械研究所【正文语种】中文
【中图分类】V231.96;TH133.37
【相关文献】
1.单连续狭缝气体静压止推轴承的静态特性研究
2.微孔节流气体静压止推轴承的静态特性研究
3.高速电主轴空气静压止推轴承参数特性研究
4.精密钻削电主轴静压气体止推轴承润滑参数动态优选设计
5.动静压混合气体箔片止推轴承静态特性研究
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超声速流下多供气空圆盘静压止推气体轴承性能分析

超声速流下多供气空圆盘静压止推气体轴承性能分析王学敏;李姗姗;庄明;白红宇;付豹【摘要】应用Fluent软件对多供气节流小孔盘静压止推气体轴承进行三维流场的模拟计算,分析供气小孔数、气膜间隙和供气压力对圆盘静压止推气体轴承性能的影响,并和Reynolds方程解的结果进行比较,分析气膜内发生超音速流和不发生超音速时气膜内的压力分布和马赫数情况.结果表明,应用Fluent数值模拟可以很方便地处理节流小孔进入到气膜内区域的复杂流场流动;增加供气孔数、减小气膜间隙和降低供气压力能够避免多供气孔静压止推气体轴承气膜内发生超音速.%The numerical simulation of the three-dimensional flow field of circular thrust aerostatic bearing with multiorifice was simulated by Fluent software.The effect of the supply holes number, film clearance and supply air pressure on the performance of circular aerostatic thrust bearing was analyzed, and the results were compared with Reynolds equation solution.The pressure distribution and Mach number at the film clearance were analyzed in the condition of supersonic flow or not occurring supersonic flow.The results show that the complex gas flows at the area of orifice hole into the film entrance region can be handled easily by the Fluent numerical simulation application.Increasing for the number of supply holes, reducing the film gap and cutting down supply gas pressure is a way to avoid supersonic flow occurring in the circular thrust aerostatic bearing.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2011(036)003【总页数】5页(P55-59)【关键词】Fluent;多供气孔静压止推轴承;Reynolds方程解【作者】王学敏;李姗姗;庄明;白红宇;付豹【作者单位】中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥,230031;中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥,230031;中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥,230031;中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥,230031;中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥,230031【正文语种】中文【中图分类】TH133.36;TH117.2气体润滑轴承具有摩擦功耗小、运动精度高、振动小和无污染等优点，可以应用于某些如高温、高压及有辐射的特殊场合。

圆形平板气浮轴承工作原理

圆形平板气浮轴承工作原理
标题：圆形平板气浮轴承工作原理详解
文档正文：
一、引言
圆形平板气浮轴承，也称为空气轴承或气垫轴承，是一种无接触式轴承，其主要利用气体的静压效应实现支撑和旋转运动。

在精密机械、高速陀螺仪、半导体制造设备等领域有广泛应用，尤其是对转速、精度要求极高的场合。

二、基本结构与工作原理
圆形平板气浮轴承主要包括两个相对运动部分：固定在基座上的气浮台（也称作气垫板）和在其上自由旋转的浮动平板。

两者之间形成一定的间隙，通过高压气体注入此间隙，使浮动平板悬浮于气膜之上，从而实现无接触、无摩擦的转动。

具体工作原理如下：
1. 高压气体通过气浮轴承内部的微型气孔均匀地喷射到气浮台和平板之间的微小间隙中，形成一层稳定的气体薄膜。

2. 根据帕斯卡定律，注入的高压气体在低压区迅速扩散并产生一个向上的反作用力，这个力足以平衡浮动平板的重力，使其悬浮起来。

3. 当浮动平板旋转时，由于伯努利效应，旋转面处的气体压力会降低，非旋转面则保持较高的压力，由此产生的压力差使得平板始终被稳定地支撑在气膜上，并能够进行精确且无磨损的旋转运动。

三、特性与优势
圆形平板气浮轴承具有以下显著特点：
- 无接触、无磨损：避免了传统滚珠或滑动轴承因接触摩擦导致的磨损问题，极大延长了使用寿命。

- 高精度、高稳定性：由于不存在物理接触，受力均匀，旋转精度极高，同时减振性能优良，能有效保证运行平稳性。

- 适用于高速环境：气浮轴承可以支持非常高的旋转速度，尤其适合用于高速旋转机械装置。

总结，圆形平板气浮轴承是基于气体动力学原理设计的一种高科技产品，它的成功应用极大地推动了相关领域设备性能的提升和技术进步。

高速动静压气体轴承动态流场模拟与失稳分析

高速动静压气体轴承动态流场模拟与失稳分析高速动静压气体轴承动态流场模拟与失稳分析引言：高速动静压气体轴承是一种重要的工业设备，广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等行业。

其作用是通过动态气膜压力来支撑轴承的转动部件，减小接触面的摩擦和磨损，提高设备的运行效率和寿命。

然而，在轴承运行过程中，由于复杂的流场变化，会产生不稳定现象，甚至导致轴承失效。

因此，通过动态流场模拟和失稳分析研究高速动静压气体轴承的运行机理和优化设计具有重要意义。

一、高速动静压气体轴承的运行原理高速动静压气体轴承由固定套、转动套、导向螺旋槽和气体供应系统等组成。

在轴承运转时，通过润滑气体的高速旋转和压力控制，形成动态气膜，使转动套浮起于固定套之上，实现轴向和径向的支撑和导向作用。

动静压气体轴承的运行机理主要包括气体压力、气膜形成和维持、轴心位移等关键参数。

二、动态流场模拟方法1. 基于Navier-Stokes方程的数值模拟方法：基于连续介质假设，通过求解Navier-Stokes方程组，考虑非定常性、可压缩性和湍流效应，描述高速动静压气体轴承的动态流场变化。

采用数值方法可以较为准确地模拟轴承工作过程中气膜厚度、气膜压力分布等重要参数的变化规律。

2. 流体-结构耦合方法：考虑到高速动静压气体轴承在工作过程中受到的外部加载和转动套的变形，采用流体-结构耦合方法对轴承进行模拟。

该方法将轴承系统划分为流体域和结构域，通过求解流体域和结构域的相互作用，可以更加真实和准确地描述轴承的动态特性和失稳机理。

三、失稳分析方法1. 线性稳定性分析：通过对动静压气体轴承系统进行线性稳定性分析，得到关键频率和振型。

通过求解特征值问题，可以判断系统的稳定性和失稳特性，并对参数进行优化。

2. 非线性动力学分析：考虑到高速动静压气体轴承系统存在非线性特性，如气体的可压缩性、流体力学的非粘性等，采用非线性动力学分析方法来研究系统的运行稳定性和失稳机理。

通过数值求解非线性动力学方程，可以得到系统的运动状态、相位图和吸引子等信息，进而对轴承的设计和改进提供指导。

静压气浮电主轴

静压气浮电主轴静压气浮电主轴是一种常见的机械设备，广泛应用于各个工业领域。

它采用了静压气体作为主轴支撑力的来源，具有高速旋转、高刚度、高精度等特点，能够满足工业生产对于高速、高精度、高稳定性的需求。

首先，静压气浮电主轴具有高速旋转的优势。

通过电动机将能量传递给主轴，主轴在高速转动的同时，通过静压气体的力量将受力点向轴线方向推力，有效减小了磨擦和振动，从而实现高速旋转。

其次，静压气浮电主轴具有高刚度的特点。

静压气体作为支撑力的来源，使得轴承与主轴之间几乎没有接触，减小了机械磨损，从而提高了主轴的刚度。

这种高刚度的设计能够保证主轴在高速运转时的稳定性，提高机械加工的准确性和效率。

最后，静压气浮电主轴具有高精度的特点。

通过静压气体的力量，有效降低了摩擦和振动，消除了机械间隙，使得主轴能够以较高精度运转。

这对于需要进行精细加工的工件来说，非常重要。

高精度的设计可以保证机械加工的质量和效率，提高产品的竞争力。

总的来说，静压气浮电主轴是一种高性能的机械设备，具有高速旋转、高刚度和高精度的优势。

它在工业生产中扮演着重要的角色，能够满足高速、高精度、高稳定性的需求。

静压气浮电主轴的应用不仅提高了机械加工的效率和质量，还推动了工业技术的不断进步。

为了充分发挥静压气浮电主轴的优势，我们需要在设计和使用时注意相应的要求。

例如，在设计过程中要考虑到主轴的材质选择、结构设计和制造工艺等因素，以确保其性能和稳定性。

在使用过程中要注意对主轴进行定期维护和保养，保证其正常运转和延长使用寿命。

综上所述，静压气浮电主轴是一种具有高速旋转、高刚度和高精度特点的机械设备。

它的应用为工业生产带来了许多好处，能够满足高速、高精度、高稳定性的需求。

通过正确的设计和使用，静压气浮电主轴将持续推动工业技术的发展，为各个领域的生产带来更高的效率和质量。

平面静压真空气浮轴承二维分析理论及其实验研究

平面静压真空气浮轴承二维分析理论及其实验研究李陆军;朱煜;张鸣;胡金春【摘要】针对真空平面静压气浮轴承性能分析的二维问题,对带有均压槽的真空平面静压气浮轴承的供气量、气膜厚度和刚度进行了数值分析和实验研究,提出了一种适用于粘性流、过渡流和分子流的二维分析模型.首先,根据真空流导理论,推导出了气膜内气体在三种流动状态下各自的控制方程,建立了真空气浮轴承承载区域二维分析模型;其次,针对带有均压槽的真空气浮轴承,在不同供气压强条件下,对不同测点的压强值进行了试验研究,获得了气浮轴承的流量,并通过流量的对比验证了该模型的准确性;最后,采用数值模型,分析了实验过程中的气膜厚度和轴承的刚度.研究结果表明:当轴承承载力不变时,随着供气压强增大,轴承刚度呈现先增后减的特点.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2018(035)012【总页数】7页(P1259-1265)【关键词】真空气浮轴承;静压气浮轴承;二维模型;轴承刚度【作者】李陆军;朱煜;张鸣;胡金春【作者单位】中国水利水电科学研究院,北京100038;清华大学精密仪器与机械学系,北京100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TH133.350 引言平面静压气浮轴承是光刻机气浮工件台的重要组件，近十几年来受到了业界广泛的关注。

根据光刻技术路线图，下一代光刻技术将采用极紫外光刻(EUVL)技术。

由于EUVL技术只适用于高真空环境下，平面静压气浮轴承的工作环境是高真空。

为了进行EUVL设计，需研究真空环境下平面静压气浮轴承的特性(为叙述方便，本文将高真空环境下的平面静压气浮轴承，称为真空平面静压气浮轴承)。

FUKUI等[1]实验研究了真空平面静压气浮轴承的性能，但由于实验装置没有密封系统，使得真空腔室内真空度较低，且轴承承载力非常小。

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。