摘要：为了研究高速重载对静压推力轴承油膜厚度的影响,采用理论分析和实验验证相结合的方法,依据润滑理论和摩擦学原理推导出环形腔多油垫静压推力轴承旋转工作台转速、载荷与间隙油膜厚度的关系,设计了油膜厚度测试装置,并进行了实验验证。研究结果表明:随着旋转工作台转速升高和承载增大,惯性流量、剪切和挤压热增大,润滑油粘度下降,致使油膜厚度变薄,局部出现油膜破裂和干摩擦,导致静压支承摩擦失效。

摘要：高速重载工况下立式车床静压支承摩擦副的热变形对油膜形状有很大影响,会导致油流状态、基本假设和边界条件都发生很大变化,难以用经典润滑理论性能计算公式来精确预测油膜的润滑性能。针对此问题,基于流固耦合方法对静压推力轴承工作台和底座的热变形进行了模拟仿真,揭示其变形分布规律。研究了环形腔多油垫静压推力轴承热变形与转速的关系,获得了考虑热变形影响的油膜润滑性能预测模型,并进行了验证试验,仿真结果与试验数据基本一致。本文所得结论可为静压推力轴承散热结构的设计、润滑和解决变形问题提供理论依据。

摘要：油膜刚度影响静压推力轴承振动幅值和承载能力,严重时将导致静压推力轴承摩擦副接触失效,影响立式数控装备的加工精度和运行稳定性。为了避免此现象发生,本文根据润滑理论和摩擦学原理对恒流环形腔多油垫静压推力轴承油膜刚度进行研究,分析润滑油粘度、工作台旋转速度和承载重量等因素对油膜刚度的影响规律,并进行了实验验证。结果表明:润滑油粘度对油膜刚度有一定的影响,考虑粘度变化时油膜刚度大,计算结果相对精确。空载和承载工况条件下,随着旋转工作台转速增加,间隙油膜变薄,油膜刚度变大。相同旋转速度条件下,承载时油膜厚度小于空载时油膜厚度,承载时油膜刚度大于空载时油膜刚度。理论计算结果与实验值吻合较好,所得结论可为静压推力轴承油膜厚度控制系统设计提供理论依据,提高立式数控加工装备运行稳定性。

摘要：计及油腔在内,本文采用迭代近似解法,导出了考虑流动惯性和离心惯性的静压推力轴承的压力、流量和承载能力解析计算公式,为该轴承的设计提供了新的理论基础。

摘要：针对恒流供油扇形静压推力轴承传统设计中,承载力计算未考虑离心力影响的问题,推导了计入离心力影响的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式,并提出了离心力影响因子的概念。探索了基于Gambit软件的扇形静压推力轴承三维建模和网格划分方法,并采用CFD软件FLUENT对扇形静压推力轴承油膜进行了三维流体仿真计算。油膜承载力的仿真结果与解析计算值的误差小于百分之五,验证了该解析计算方法的有效性。基于所推导的解析计算公式,研究了各相关物理量对离心力影响因子的影响规律,得到了对承载力计算时需要考虑离心力影响的各相关物理量数据指标范围,为恒流供油扇形静压推力轴承的设计计算提供了理论依据。

摘要：针对重型液体静压转台的传统设计中,恒流供油扇形静压推力轴承承载力的计算未计入离心力因素,且传统设计使用的简化计算方法缺乏实验验证的问题,推导了计入离心力因素的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式;设计建立了重型液体静压转台实验系统,并进行了实验研究。实验值与解析计算值的对比分析表明,两者基本吻合,验证了计入离心力因素的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式有效可行,为恒流供油扇形静压推力轴承的设计计算提供了理论依据。

摘要：扇形腔多油垫静压推力轴承润滑性能受速度的显著影响,设计不当会引起润滑油膜破裂和干摩擦,严重时导致静压支承摩擦失效。针对此问题,运用流体动力学和润滑理论对油腔压力、油腔流量、油膜厚度等参数的速度特性进行数值分析,得到了速度对扇形腔多油垫静压推力轴承润滑参数的影响规律,避免静压支承摩擦失效的发生。研究结果表明:随着旋转工作台转速升高,惯性带油和离心力作用而甩出的润滑油油量增大,流出油腔的油流量增多,引起油腔压力下降,致使油膜厚度变薄,出现油膜破裂和干摩擦,导致静压支承摩擦失效。该研究为静压推力轴承的设计、润滑和实验提供基础数据,实现对静压推力轴承润滑性能速度特性的预测,达到减少经济损失的目的。