【摘 要】
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随着现代制造业向着智能化、重型化方向发展,静压滑动轴承作为大型加工设备的重要组成部分,因其使用流体润滑,具有承载力高、运行稳定、摩擦力小等优点而得到广泛应用。但在
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随着现代制造业向着智能化、重型化方向发展,静压滑动轴承作为大型加工设备的重要组成部分,因其使用流体润滑,具有承载力高、运行稳定、摩擦力小等优点而得到广泛应用。但在连续运行时由于压力损失会使静压油膜变薄,严重时出现局部干摩擦,导致润滑功能失效。因此对静压滑动轴承的压力损失过程进行全面系统地研究,对提高机床加工精度具有重要意义。本研究以双矩形腔静压滑动轴承为研究对象,首先对压力损失的影响因素进行详细的理论分析,根据计算流体力学等理论,建立了双矩形腔静压油垫的承载力方程、压力损失方程和油膜厚度损失方程,并对32号液压油的粘温关系进行拟合,得出压力损失的影响因素为温升引起的液压油粘度下降,转台转动引起的流量损失和压力分布的变化。使用有限元软件进行仿真分析,首先创建了支承油膜的3D模型,在有限元软件ICEM中进行网格划分,得到了高质量的网格模型,并定义了边界条件,完成了仿真前处理工作。在FLUENT中进行变粘度仿真分析得到了不同工况下静压油膜的压力损失值和压力损失率,研究发现,在初始油膜厚度相同的条件下,负载相同时,转速越高油膜压力损失和油膜厚度损失越大,转速相同时,压力损失率随负载的减小而增大。本研究中最大压力损失率可达总压的45%左右,其中温度引起的压力损失率达33%,转速引起的压力损失率只占12%,流量损失经计算可忽略。说明温升导致的液压油粘度下降是造成压力损失的主要原因。以稳态仿真结果为基础使用6DOF动网格方法得到了压力损失引起的油膜厚度损失规律,发现在本研究工况下,在负载最小,转速最高时,油膜厚度损失值最大为18%左右,并得出了具体油膜厚度值,为实验验证奠定了基础。最后通过实验的方法,对研究结果进行了实验验证,并将实验结果与仿真结果进行了对比,验证了研究结果的正确性。研究结果对于静压设备的优化设计和提高静压滑动轴承支承精度具有重要的科学意义。
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