随着科技的不断发展,需要制造装备具有更高制造精度、生产效率,并且对制造任务完成量和批量生产制造产品线的技术成熟性要求更高。高液静压无心磨床是一种典型的机电液一体化装备,目前,国产无心磨床使用的主轴支承系统的生产加工技术较为成熟,但磨削精度较低且稳定性较差。国产高液静压无心磨床的主轴支承系统的加工精度、刚度由静压轴承的性能决定,轴承的热变形会破坏机床加工精度,温度过高还会造成轴承中润滑油变性,影响轴承的工作精度和精度稳定性,为此,需对砂轮主轴静压轴承进行优化设计。首先,需对轴承结构进行揭示并对轴承的参数进行计算,以此为基础对轴承进行重新设计,并从润滑理论入手,研究轴承的油膜润滑性能。然后,对其进行有限元建模并采用Fluent、ANSYS对其进行性能分析,对设计的轴承与原轴承进行对比分析,通过仿真分析在不同油腔结构结构、不同转速、不同供油压力下轴承的压力场、温度场和热态性能的变化规律。然后,以此为基础来采用改进的粒子群优化算法对轴承进行优化,结果表明,轴承主要性能参数得到有效改善,通过优化,使得轴承的各项综合性能亦得到明显提高。此外,通过对轴承表面材料改性的探究进一步的提高轴承的综合性能,分别研究20at%和40at%氢含量的DCL涂层,并采用纳米金刚石和石墨烯零维与二维复合材料对涂层进行调控。通过原位剥离技术制备纳米片层样品,研究纳米结构转移膜的原位生长润滑机理,讨论了纳米润滑剂的a-C:H膜结合特性和摩擦学诱导的结构演变在转移膜形成中的作用,以开发更具适应性和鲁棒性的固体碳薄膜,以适应轴承在更复杂工况下的工作需求。最后,对优化改性后的轴承做进一步的分析,由优化改进前后的对比分析表明,轴承的综合性能得到明显提升,满足相关要求。