【摘要】：隨著先進(jìn)制造技術(shù)的快速發(fā)展，加工設(shè)備對(duì)支承的性能要求越來(lái)越苛刻，特別是對(duì)高速切削設(shè)備而言，尤為突出。靜壓支承作為重型加工設(shè)備的關(guān)鍵部件，它的性能優(yōu)劣直接影響了加工設(shè)備的運(yùn)行效率和加工精度。國(guó)產(chǎn)高速重型數(shù)控車床的主要問題在于轉(zhuǎn)速低，加工精度差。如何提高其加工效率及加工精度是目前提高設(shè)備世界競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵問題，而重型加工設(shè)備的精度和加工效率是由靜壓支承技術(shù)的理論計(jì)算、產(chǎn)品尺寸、加工裝配等多種因素共同決定的。當(dāng)今國(guó)內(nèi)領(lǐng)域?qū)τ陟o壓支承的設(shè)計(jì)尚處于類比設(shè)計(jì)階段，沒有進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)地理論計(jì)算，且沒有形成一個(gè)相對(duì)完善的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)。間隙油膜是研究靜壓支承的一個(gè)關(guān)鍵部位，，至目前為止，專家學(xué)者多專注于油膜的流速、壓力分布、節(jié)流器方面的研究，而漏油槽結(jié)構(gòu)作為靜壓支承較為重要的部件，是潤(rùn)滑油流出摩擦副，進(jìn)入集油腔的主要途徑。漏油槽較深則壓力油直接流回集油腔，漏油槽結(jié)構(gòu)較淺，則漏油槽中充滿了壓力油，在靜壓支承工作過程中，漏油槽中的油液會(huì)因工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入靜壓支承摩擦副，可能會(huì)對(duì)靜壓支承的性能產(chǎn)生一定的影響。 本文梳理歸納了國(guó)內(nèi)外學(xué)者在靜壓支承承載性能和油膜溫升方面的研究成果，并在此基礎(chǔ)上，以恒流量多油墊扇形油腔重型靜壓支承為研究對(duì)象，并且以油液盈虛態(tài)對(duì)重型靜壓支承性能影響為切入點(diǎn)，系統(tǒng)進(jìn)行了重型靜壓支承理論研究，內(nèi)容主要涉及以下方面： 首先，推導(dǎo)建立了兩固定平行平板間的壓差—流量關(guān)系、具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)平行平板間的壓強(qiáng)—流量關(guān)系、矩形平面油墊壓強(qiáng)—流量關(guān)系、環(huán)形縫隙壓強(qiáng)—流量關(guān)系、離心作用下圓臺(tái)縫隙壓強(qiáng)—流量關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)理想情況下的扇形油墊進(jìn)行了幾何化簡(jiǎn)及數(shù)學(xué)建模。建立了平臺(tái)轉(zhuǎn)速、油膜厚度、油腔結(jié)構(gòu)（有效承載面積）與靜壓支承承載力之間的關(guān)系。 其次，為了提高本次模擬實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可信度，本文從著重歸納總結(jié)了計(jì)算流體力學(xué)理論，分別從有限差分法、有限元法、有限體積法出發(fā)，闡述了各方法的應(yīng)用背景及收斂情況，給出計(jì)算流體力學(xué)中的控制方程及數(shù)學(xué)表達(dá)式，包括質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程。結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)，查閱大量成功實(shí)例，給出了CFD仿真的通用步驟，并著重強(qiáng)調(diào)控制方程選取的重要性。 最后以重型立式車床DVT500立式車床的恒流量多油墊扇形油腔靜壓支承為研究對(duì)象，分別對(duì)兩種狀態(tài)下（充盈狀態(tài)及虛匱狀態(tài)）的靜壓支承進(jìn)行了幾何建模及網(wǎng)格劃分，將計(jì)算網(wǎng)格導(dǎo)入FLUENT6.3對(duì)這兩種油液狀態(tài)在不同轉(zhuǎn)速下靜壓支承溫度場(chǎng)及壓力場(chǎng)進(jìn)行了模擬計(jì)算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了歸納對(duì)比。 通過對(duì)重型靜壓支承性能的對(duì)比研究，揭示了油液盈虛對(duì)重型靜壓支承性能的影響，探明了漏油槽結(jié)構(gòu)在靜壓支承性能方面的影響，為靜壓支承漏油槽結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，及靜壓支承性能的提升提供了理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 2.1 靜壓潤(rùn)滑系統(tǒng)Fig. 2.1 Hydrostatic lubricating system論已經(jīng)比較成熟，但對(duì)于本文所研究的采用定量供油方式的承，因研究其油液狀態(tài)對(duì)靜壓支承性能影響，數(shù)學(xué)建模復(fù)雜理想狀態(tài)下，對(duì)靜壓支承的承載力等性能參數(shù)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建體流經(jīng)的縫隙形式主要有兩平行平板縫隙、圓環(huán)形縫隙和平行平板間的壓差流量固定不動(dòng)，平板兩端的壓力不相等( p 0)。兩平行平板相度為 b。取平板中間為坐標(biāo)原點(diǎn)，與平板平行方向?yàn)?X 軸且流速是沿著 X 軸的正方向，如圖 2.2 所示。

沼速度分布Fig.23distributionofvelnreity
【學(xué)位授予單位】：齊齊哈爾大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG502.3

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1 杜_(tái)

本文編號(hào)：2554260