隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,人們對旋轉(zhuǎn)機械需求越來越趨向于高速和大功率,對軸承各方面的性能要求越來越高,因此出現(xiàn)了動靜壓混合軸承,它吸收了動壓和靜壓軸承各自的優(yōu)點,具有承載力高、剛度大、油膜阻尼大等特點。這種軸承適用于超高速磨削機床。但是到目前為止,其在結(jié)構(gòu)設(shè)計、機構(gòu)尺寸等方面還沒有建立一套較為完整的設(shè)計方法,更沒有比較統(tǒng)一的設(shè)計標準和技術(shù)規(guī)范,設(shè)計技術(shù)的不成熟而導致其應(yīng)用具有局限性。另一方面,由于動靜壓混合軸承采用液壓油,當在高速工況下工作時,發(fā)熱量較大,隨著潤滑油溫度的升高會導致油膜承載力下降,從而導致機床加工精度的降低。本文通過參考動壓軸承、靜壓軸承及動靜壓混合軸承的最新研究成果和基本理論,建立動靜壓混合軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計方法。借助于計算流體力學知識,采用計算機求解方法對動靜壓混合軸承進行仿真分析。首先以東北大學超高速磨削實驗臺主軸的液體動靜壓混合軸承為研究對象,應(yīng)用GAMBIT對軸承油膜進行建模,劃分網(wǎng)格,并設(shè)置邊界條件。再通過導入FLUENT,對模型設(shè)置邊界條件參數(shù),經(jīng)過迭代計算后,得到模型的壓力場和溫度場。結(jié)果表明：從壓力分布的云圖可以看出,動靜壓混合軸承做高速旋轉(zhuǎn)時,在油腔處存在明... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 動靜壓混合軸承概述
        1.1.1 概念
        1.1.2 動靜壓混合軸承技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
    1.2 超高速磨削主軸軸承技術(shù)
        1.2.1 陶瓷軸承
        1.2.2 磁懸浮軸承
        1.2.3 氣體靜壓軸承
        1.2.4 液體動靜壓混合軸承
    1.3 液體動靜壓混合軸承的工作方式
    1.4 動靜壓混合軸承的研究現(xiàn)狀
    1.5 課題研究的意義和主要研究的內(nèi)容
        1.5.1 動靜壓混合軸承研究的意義
        1.5.2 主要研究的內(nèi)容
第2章 動靜壓混合軸承的設(shè)計計算
    2.1 動靜壓混合軸承的結(jié)構(gòu)形式
    2.2 動靜壓混合軸承基本參數(shù)
        2.2.1 載荷
        2.2.2 軸承的轉(zhuǎn)速
        2.2.3 軸承的直徑和長度
    2.3 動靜壓混合軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.4 動靜壓混合軸承油腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.5 動靜壓混合軸承的設(shè)計方法
    2.6 本章小結(jié)
第3章 動靜壓混合軸承的理論分析
    3.1 基本模型方程
        3.1.1 油膜厚度方程
        3.1.2 能量方程
        3.1.3 粘溫關(guān)系方程
        3.1.4 潤滑油的溫升
    3.2 動靜壓混合軸承的數(shù)學模型
        3.2.1 理論分析
        3.2.2 基本方程
    3.3 雷諾方程及其無最綱差分形式
        3.3.1 無量綱的雷諾方程
        3.3.2 雷諾方程的差分形式
        3.3.3 雷諾方程的邊界條件
        3.3.4 計算機輔助計算
        3.3.5 流量連續(xù)方程的差分形式
    3.4 動靜壓軸承的功率消耗
        3.4.1 動靜壓軸承的摩擦功耗
        3.4.2 供油系統(tǒng)的功率消耗
    3.5 本章小結(jié)
第4章 動靜壓混合軸承油膜承載能力分析
    4.1 動靜壓混合軸承的建模
        4.1.1 幾何模型的建立
        4.1.2 GAMBIT網(wǎng)格劃分
        4.1.3 網(wǎng)格檢查
        4.1.4 邊界條件類型的設(shè)置
    4.2 導入FLUENT的后處理
        4.2.1 定義材料性質(zhì)
        4.2.2 設(shè)置邊界條件參數(shù)
        4.2.3 設(shè)置旋轉(zhuǎn)坐標系
    4.3 求解
    4.4 仿真結(jié)果與分析
        4.4.1 壓力場
        4.4.2 溫度場
    4.5 偏心率對軸承承載能力的影響
        4.5.1 數(shù)學模型的建立
        4.5.2 程序的編制
        4.5.3 仿真結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]主動磁懸浮軸承的工作原理及發(fā)展趨勢[J]. 郭樹濤.  重慶科技學院學報. 2006(04)
[3]超高速數(shù)控磨床磁浮電主軸的研究[J]. 李波,黃守道.  精密制造與自動化. 2006(04)
[4]超高速磨床主軸動靜壓軸承的優(yōu)化設(shè)計研究[J]. 郭力,李波.  湖南文理學院學報(自然科學版). 2006(03)
[5]層流液體動靜壓混合軸承設(shè)計理論研究[J]. 徐寶信,張安琪,譚禎.  機械設(shè)計與制造. 2005(08)
[6]國內(nèi)外超高速主軸軸承技術(shù)發(fā)展研究[J]. 徐寶信,張安琪,譚禎.  機械設(shè)計與制造. 2005(05)
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[9]淺談液體動靜壓軸承[J]. 武弘毅.  機械工人.冷加工. 2003(05)
[10]高速紊流液體動靜壓混合軸承理論分析[J]. 廖先祿,郭 力.  潤滑與密封. 2002(02)

碩士論文
[1]基于FLUENT的靜壓軸承流場及溫度場研究[D]. 張艷芹.哈爾濱理工大學 2007
[2]基于ANSYS的混合陶瓷球軸承有限元分析[D]. 李淑慧.天津大學 2004



本文編號：3584333