论文部分内容阅读
主轴是机床的核心部件,其性能影响着机床的加工精度。气体静压轴承具有转速高、精度高、能耗小等一系列优点。随着精密加工技术的发展,气体静压轴承得到了越来越多的应用。多孔质节流和其他气体静压节流方式相比具有更高的承载能力和刚度。本文以外部加压多孔质气体轴承为研究对象,分析轴承动静态特性的变化规律和径向轴承支承的主轴的稳定性。主要研究内容包括: (1)基于气体润滑理论,建立外部加压多孔质气体径向轴承和止推轴承的静态模型。采用有限差分法和牛顿法求解静态方程组,计算多孔质气体轴承的静态特性,分析轴承的参数对轴承静态性能的影响。 (2)基于线性摄动法,推导多孔质气体径向轴承4自由度的摄动方程式和止推轴承3自由度的摄动方程式。采用有限差分法和超松弛迭代法求解摄动方程组,计算气体轴承的动态刚度和阻尼系数矩阵,分析轴承的参数对轴承动态性能的影响。 (3)建立外部加压多孔质气体径向轴承支承的主轴的动力学模型,分析主轴的稳定性,并讨论供气压力、透气系数和孔隙度对主轴临界失稳转速的影响。 分析结果表明:压缩数是影响多孔质气体轴承动态性能的重要参数。多孔质气体轴承的刚度系数随着压缩数的增大先减小后增大,阻尼系数随着压缩数的增大先增大后减小,在压缩数较小时,轴承存在负阻尼区。