重型静压推力轴承具有承载能力大、运行稳定可靠、摩擦阻力小、刚度高等优点而被广泛应用到重型设备上并成为核心部件,则其性能优劣直接影响到整个设备的加工精度和加工效率。随着研究的不断深入,学者们发现润滑问题严重影响重型静压推力轴承的使用寿命和可靠性。针对重型静压推力轴承高速重载下出现油膜破裂而导致的润滑失效问题,通过数值模拟重型静压推力轴承间隙流体的速度场、压力场和温度场来优化油腔形状和深度,对轴承油腔结构提出新的设计准则,从而提高重型静压推力轴承的旋转精度、运行效率和使用寿命。对重型立式数控车床所广泛使用的静压推力轴承进行研究,依据计算流体力学、摩擦润滑理论和静压技术,建立了静压推力轴承间隙流体仿真的控制方程,采用有限体积法,利用FLUENT软件,选取分离式求解器,选用层流模型,定义润滑油属性,设置恒流入口、压力出口和壁面等边界条件,设置收敛判据,进行迭代计算,获得了不同油腔形状、不同油腔深度和不同转速下静压推力轴承间隙流体速度场、压力场和温度场。计算结果表明:油腔形状对速度场、压力场和温度场影响很大,速度分布均匀性由好到坏依次为扇形腔、椭圆形腔、矩形腔、工字形腔;动压由大到小依次为矩形腔、工字形腔、扇形腔和椭圆形腔;温升由高到低依次为工字形腔、椭圆形腔、扇形腔和矩形腔,分析可知扇形腔的综合性能较好。油腔深度对速度场和压力场影响较大,随油腔加深速度场分布越来越不均匀,动压效应越来越小;油腔深度对温度场影响较小,随油腔加深温度基本保持不变。转速对动压和温升影响很大,都随转速增加而升高。通过对数值计算结果进行分析,分别揭示了油腔形状、油腔深度和转速对速度场、压力场和温度场的影响规律,优化了重型静压推力轴承油腔结构,有效改善了轴承的润滑性能,提高了轴承工作寿命和运行效率,对工程实际中静压推力轴承设计、仿真分析及性能研究有指导意义。