空气静压轴承

摘要： 针对球形腔小孔节流空气静压支承轴承,为提升其静、动力学性能,基于轴承间隙流场特性的分析结果进行优化设计。首先,采用数值仿真对轴承间隙,尤其气腔内的流动特性进行研究,分析其中跨音速流动特性及超音速区、漩涡流动等出现的机理,明确优化目标;其次,基于径向基神经网络模型,建立轴承力学性能关于设计参数的近似模型;最后,建立力学性能优化设计的数学模型,考虑一定轴承负载,寻求使轴承气膜刚度最大、产生微振动最小且气锤振动风险最小的轴承参数组合。针对多目标优化问题,在多组轴承负载下获取最优设计并进一步对轴承力学性能进行了讨论。该型轴承的间隙流场分析、优化建模流程可为工程设计提供参考。

摘要： 为了提高空气静压轴承伺服系统的控制性能,这里基于模型参考自适应系统(MRAS)设计了辨识算法,并应用双链量子遗传算法(DCQGA)对自适应律的常数项及PI调节器参数进行了优化。仿真结果表明,与传统的遗传算法参数优化对比,辨识结果在合理的误差范围内,然而DCQGA算法表现出稳定的动态特性和全局搜索能力。因此,MRAS-DCQGA算法在保证辨识精度的情况下减轻了人工整定参数的工作量,具有重要的工程意义。

摘要： 针对常规空气静压轴承设计时存在的承载能力、刚度与气动锤之间的矛盾,提出一种基于虚拟均压和被动阻尼设计方法。采用该方法设计一种含环布均压槽和阵列阻尼孔的矩形平面空气静压止推轴承,并研究其静态特性。研究结果表明:与常规空气静压轴承结构相比,设计的空气静压止推轴承在供气压力0.5 MPa下的最高承载力提高了43.4%,最高刚度提高了51.3%;减小阻尼孔数量、减小节流孔径、提高供气压力和增设均压槽可获得最佳刚度特性;增加阻尼孔数量、减小节流孔径、提高供气压力和增设均压槽可获得最佳静态特性和动态稳定特性的综合性能。

摘要： 为提升空气静压轴承对动载荷的抵抗能力,针对气膜-被支承件系统的位移阻抗性能进行研究,讨论轴承参数对位移阻抗的影响。首先采用数值仿真并结合动网格技术讨论轴承气膜的刚度、阻尼特性;然后对于气膜-被支承件系统的位移阻抗性能进行研究,基于径向基神经网络模型构建近似模型,讨论激励频率、孔径、气膜厚度、供气压力对位移阻抗的影响特性;最后基于优化设计,在不同给定激励频率下获取使轴承位移阻抗最大的参数组合,并就优化结果进一步对力学性能进行了讨论。研究表明:位移阻抗随频率增加而增加,其余参数对其具有非单调影响;在小气膜厚度下,位移阻抗更大,然而单纯增减供气压不能提升位移阻抗,即不能通过单纯调整供气压提升气膜抵抗动载荷的能力;由于位移阻抗直接反映气膜对动载荷的抵抗能力,因此基于优化设计提升位移阻抗,可以有效增强气膜对动载荷的抵抗能力,进一步提升轴承的动力学性能。相关优化建模流程可为以动力学性能提升为目的的轴承设计提供参考。

摘要： 大口径KDP晶体因其特殊的物理材料属性,常通过单点金刚石飞切加工[1].提出了一种基于大涡模拟的气膜波动模型,针对空气静压轴承内部结构,研究涡流的运动变化,通过对流场时变特性的分析得到气膜波动形成的原因,以便更好地理解主轴气膜波动对于飞切加工的影响,为提高加工精度和效率奠定理论基础.

摘要： 针对气浮工作台运行中出现的气膜波动问题,研究空气静压轴承的不同气腔结构形状对气膜内气旋及气膜波动的影响.通过结合承载力和刚度等性能参数,对有限元仿真不同形状气腔的结果对比分析,得到矩形气腔刚度最大,但同时气旋现象严重,圆台气腔能有效抑制气旋现象.这些分析通过改变轴承的结构参数抑制空气静压轴承的气旋及气膜波动,为提高气浮工作台的加工精度和稳定性提供理论依据.

摘要： 为研究轴承参数对气膜刚度、阻尼特性的影响,以圆柱腔小孔节流空气静压支承轴承为例,基于动网格方法,采用数值仿真计算分析轴承气膜在外激励下的动载荷响应特性,计算气膜承载力、刚度和阻尼;考虑气膜厚、气腔尺寸、小孔孔径、供气压与激励特性,基于正交试验设计构造正交表,进行采样计算,采用径向基神经网络模型拟合得到承载力、刚度和阻尼与轴承参数的相关性数学模型;基于得到的数学模型,分析气腔尺寸对轴承动力学性能的影响.研究表明:由于挤压膜效应,激励频率的增加可使气膜刚度增加、阻尼降低;当轴承间隙气容更小时,刚度随激励频率的增加更快.

摘要： 为了降低空气静压轴承节流孔内气旋导致的轴承微振动,提高轴承稳定性和超精密加工精度,这里根据冲击射流的气流流动结构特征划分了气流流场区域,利用大涡模拟对不同区域的气流瞬时流动情况进行了仿真,研究了气旋的产生和发展规律,并从冲量原理、压力变化等方面分析了气旋导致微振动的机理.进一步从稳态和瞬态两方面研究了不同供气压力和压力腔形状对气旋强度的影响.研究表明,微振动的产生是由于阻滞区域、压力腔径向流动区的气旋以及在壁面射流区处压力腔出口形成的湍动能和压力波动.随着供气压力的增加,气旋强度增加,不同形状的压力腔对气旋强度影响较大,据此可选择较优的压力腔形状.研究成果为空气静压轴承的设计提供理论依据.

摘要： 为提高空气静压轴承工作的稳定性,设计一种环形多孔节流空气静压轴承,建立其物理模型,并采用大涡模拟方法对轴承节流孔出口处附近计算区域的气膜流场进行分析.结果表明:空气静压轴承气膜压力在节流孔的出口附近气膜间隙上出现分离,但在远离节流孔的出口气膜压力曲线是重合的;节流孔数为9时轴承节流孔出口处的最大压降幅度为节流孔数为1时的26％左右,最大速度突升幅度为节流孔数为1时的43％左右,表明增加节流孔的孔数可以显著减小节流孔的出口附近压力的突降、速度的突升,提高轴承工作稳定性;在空气静压轴承工作过程中,节流孔出口处附近压力和速度的突变会产生微振动现象,而采用环形多孔节流可显著降低微振动现象.

摘要： 为了提高橡胶国际硬度测量装置的试验力准确度,减少摩擦力对试验结果的影响,采用空气静压轴承方案对该装置的施力机构进行了改进,探讨了空气静压轴承的设计、加工方案,并进行了实验验证与比较分析.首先,根据橡胶国际硬度的理论原理、测量方法对试验力要求进行分析;接着,从橡胶国际硬度测量装置的仪器结构以及空气静压轴承的刚度、精度和加工特殊性等方面,分析了空气静压轴承应用于橡胶国际硬度测量装置的可行性,并提出完整的设计加工方案;最后,通过实验和比较分析,验证了空气静压轴承对提高仪器整体性能的效果.实验结果表明:创新性的在国内首次将空气轴承应用于小力值、硬度计量中,有效地提高了准确度,使试验力偏差是现有橡胶硬度基准的1/10,能够有效地提高我国目前橡胶硬度计量水平。

摘要： 小孔节流空气静压轴承固定气膜厚度时提高供气压力，在某些情况下节流孔的周围会发生压力突降的现象，这时可能会在节流孔附近因激波的出现而产生超音速区。本文针对这种现象，结合FLUENT软件进行分析，指出此时气膜内的压力分布，速度分布和马赫数分布，并对其分布位置进行比较和分析。从熵增角度证明小激波的存在性并且确定其出现位置。为完善静压气体轴承边界层理论提供一定的依据。

摘要： 混合型表面节流空气静压轴承性能分析一文,综合多数供气孔静压环形止推气体轴承和多槽式表面节流气体润滑轴承结构和特性,采用非结构网格建立气膜模型,选取合适的边界条件和初始条件,并用基于有限体积法的Fluent软件进行迭代计算得出其数值结果.

摘要： 超高回转精度空气静压轴系是光盘刻槽机的核心部件。该文叙述了空气静压轴承的研制过程，通过实验值与理论值对比，证明该设计合理，计算正确，加工与装配工艺好，装调后主轴回转精度不大于 0.0142μm ，满足了不大于 0.05μm的使用要求。

摘要： 本发明公开了一种动静压轴承，它包括轴承本体(1)，轴承本体(1)的环形内壁上沿轴承本体(1)的径向内凹形成至少两个油槽(2)，其特征在于：所述轴承本体(1)上设有循环通道(3)，循环通道(3)的两端分别与油槽(2)沿轴承本体(1)的周向所对应的两端部连通。本发明提供一种动静压轴承，其可以平衡油腔内油液高压区和油液低压区之间的压力差，从而通过降低油液高压区内的油液压力，达到减少转轴受到的径向作用力的目的，最终使转轴的转速高、驱动电机的负载小。

摘要： 本发明公开了一种动静压轴承的调节方法及动静压轴承。其方法是在轴承的外圆上加工一组均布的锥形肋板；同时将轴承套的内孔加工成与锥形肋板锥度相同的锥形孔，轴承位于轴承套的锥形孔内；通过改变轴承在轴承套锥形孔内的轴向位置改变轴承套对轴承的侧压力，使轴承内孔产生不同程度的非圆变形，从而强制轴承内孔与主轴之间形成间隙不同的楔形动压腔。本发明的动压腔可根据不同负载调节，以扩展轴承的适应能力和运行效率。轴承运行过程中油膜均匀，散热性能好，适用于砂轮线速度为60m/s高速轧辊磨床的磨头应用。

摘要： 一种主动补偿式液静压轴承设置于一第一结构与一第二结构之间，以允许第一结构与第二结构的相对运动。液静压轴承包含一本体及一补偿元件。本体固定至第一结构，并与第二结构隔开一第一间隙，且具有一空腔及与空腔连通的一输入通道及一输出通道。补偿元件设置于空腔中，本体与补偿元件之间具有一补偿通道，补偿通道连通输入通道及输出通道。一加压流体从输入通道通过补偿通道流至输出通道，使输出通道的加压流体流至第一间隙中，维持第一结构与第二结构的相对运动的稳定度及刚性。一种使用上述液静压轴承的液静压轴承模块也一并提供。本发明的主动补偿式液静压轴承及使用其的液静压轴承模块，在静态、动态下均具有高刚性，且适合动态负载变化。

摘要： 提供高精度的静压轴承装置以及具备静压轴承装置的工作台，通过构成节流孔、通气槽等，使得加压气体在通气路径的全体区域维持层流状态，从而防止振动的发生。在静压轴承装置中，为了使加压气体在通气路径的全体区域能够维持层流状态而设计了节流孔(14)、通气槽以及排气槽(12)的形状等结构，通气槽宽度方向的截面形状形成为朝向离开滑动面(10a)的方向突出的曲线，另外，通气槽包括：环状槽(11b)，其围绕节流孔(14)形成为环状；多个分配槽(11a)，它们以节流孔(14)为中心朝向环状槽(11b)以放射状延伸设置并将环状槽(11b)与节流孔(14)连通，且形成为相对于移动体(10)的移动方向中心线对称。

摘要： 本发明公开了一种动静压轴承，它包括轴承本体(1)，轴承本体(1)的环形内壁上沿轴承本体(1)的径向内凹形成至少两个油槽(2)，其特征在于：所述轴承本体(1)上设有循环通道(3)，循环通道(3)的两端分别与油槽(2)沿轴承本体(1)的周向所对应的两端部连通。本发明提供一种动静压轴承，其可以平衡油腔内油液高压区和油液低压区之间的压力差，从而通过降低油液高压区内的油液压力，达到减少转轴受到的径向作用力的目的，最终使转轴的转速高、驱动电机的负载小。

摘要： 本发明公开了一种静压轴承，所述静压轴承采用双相低粘度流体作为润滑介质。本发明通过对静压轴承提供气液两相状态的低粘度流体，而且该低粘度流体具有粘性系数低的特点，低粘度流体气化时，能够得到低温的气体低粘度流体，从而同时实现了对转轴的支撑和对静压轴承和转轴的冷却。本发明还公开了一种提高静压轴承承载力的方法。

摘要： 本发明公开了一种动静压轴承的调节方法及动静压轴承。其方法是在轴承的外圆上加工一组均布的锥形肋板；同时将轴承套的内孔加工成与锥形肋板锥度相同的锥形孔，轴承位于轴承套的锥形孔内；通过改变轴承在轴承套锥形孔内的轴向位置改变轴承套对轴承的侧压力，使轴承内孔产生不同程度的非圆变形，从而强制轴承内孔与主轴之间形成间隙不同的楔形动压腔。本发明的动压腔可根据不同负载调节，以扩展轴承的适应能力和运行效率。轴承运行过程中油膜均匀，散热性能好，适用于砂轮线速度为60m/s高速轧辊磨床的磨头应用。

摘要： 一种主动补偿式液静压轴承设置于一第一结构与一第二结构之间，以允许第一结构与第二结构的相对运动。液静压轴承包含一本体及一补偿元件。本体固定至第一结构，并与第二结构隔开一第一间隙，且具有一空腔及与空腔连通的一输入通道及一输出通道。补偿元件设置于空腔中，本体与补偿元件之间具有一补偿通道，补偿通道连通输入通道及输出通道。一加压流体从输入通道通过补偿通道流至输出通道，使输出通道的加压流体流至第一间隙中，维持第一结构与第二结构的相对运动的稳定度及刚性。一种使用上述液静压轴承的液静压轴承模块也一并提供。本发明的主动补偿式液静压轴承及使用其的液静压轴承模块，在静态、动态下均具有高刚性，且适合动态负载变化。

摘要： 提供高精度的静压轴承装置以及具备静压轴承装置的工作台，通过构成节流孔、通气槽等，使得加压气体在通气路径的全体区域维持层流状态，从而防止振动的发生。在静压轴承装置中，为了使加压气体在通气路径的全体区域能够维持层流状态而设计了节流孔(14)、通气槽以及排气槽(12)的形状等结构，通气槽宽度方向的截面形状形成为朝向离开滑动面(10a)的方向突出的曲线，另外，通气槽包括：环状槽(11b)，其围绕节流孔(14)形成为环状；多个分配槽(11a)，它们以节流孔(14)为中心朝向环状槽(11b)以放射状延伸设置并将环状槽(11b)与节流孔(14)连通，且形成为相对于移动体(10)的移动方向中心线对称。

摘要： 本实用新型公开了一种动静压轴承，它包括轴承本体(1)，轴承本体(1)的环形内壁上沿轴承本体(1)的径向内凹形成至少两个油槽(2)，其特征在于：所述轴承本体(1)上设有循环通道(3)，循环通道(3)的两端分别与油槽(2)沿轴承本体(1)的周向所对应的两端部连通。本实用新型提供一种动静压轴承，其可以平衡油腔内油液高压区和油液低压区之间的压力差，从而通过降低油液高压区内的油液压力，达到减少转轴受到的径向作用力的目的，最终使转轴的转速高、驱动电机的负载小。