【摘 要】
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现代工业对重型数控加工车床加工精度、稳定性等性能的要求日益严格,静压推力轴承作为支承部件,对其性能有着直接影响。加工件重心与静压推力轴承工作台中心位置在加工过程中保持重合的现象是一种理论性的实验现象,是一种最佳工况,但在大多数零件加工过程中,因加工件形状的不对称性、装夹位置和切削力等影响都会导致加工件重心不在工作台中心处,因此偏载问题是不可避免的,偏载的发生轻则导致油膜局部变薄增大发热变形,重则导
【基金项目】
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国家自然科学基金“极端工况油垫可倾式静压推力轴承润滑机理与动压效应研究”（编号:51375123）；
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现代工业对重型数控加工车床加工精度、稳定性等性能的要求日益严格,静压推力轴承作为支承部件,对其性能有着直接影响。加工件重心与静压推力轴承工作台中心位置在加工过程中保持重合的现象是一种理论性的实验现象,是一种最佳工况,但在大多数零件加工过程中,因加工件形状的不对称性、装夹位置和切削力等影响都会导致加工件重心不在工作台中心处,因此偏载问题是不可避免的,偏载的发生轻则导致油膜局部变薄增大发热变形,重则导致干摩擦现象发生造成摩擦失效。因此,对偏载工况下油垫可倾式静压推力轴承的研究就具有重要意义。本文将分析静压推力轴承供油方式的选择方案,推导并计算偏载工况下流量、承载力、油膜厚度、温升等静态特性方程。使用Solid Works建立偏载工况下的各个油腔油膜的倾斜模型,使用CFD对倾斜模型进行网格划分,并用mesh合并的方法将所有油腔的网格合并到一起,在CFX设定边界条件后对整体油膜网格模型进行求解得到静压推力轴承在不同转速、不同负载、不同偏移距离时的压力场与温度场,分析转速、负载、偏移距离对其静态特性的影响,并使用Workbench分析不同偏移距离下的摩擦副变形。推导并计算偏载工况下各个油腔的刚度和阻尼系数动态性能指标,建立偏载工况下静压推力轴承的等效模型和传递函数,使用MATLAB分析不同偏移距离、不同载荷、不同突加载荷下的油膜变化规律。计算正弦载荷下的油膜动刚度,对油膜静、动刚度和阻尼比三者间关系进行对比分析。在静动压实验台进行转速110rpm、载荷24t、偏移距离100mm工况下的温度场、压力场实验,对所得实验数据进行处理与分析,验证仿真模拟实验的合理性和准确性。
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