研磨機(jī)液體靜壓轉(zhuǎn)臺傾斜軸系承載特性研究.pdf

1、研磨機(jī)主要應(yīng)用于光學(xué)元件、航空、汽車、模具、寶石及各種五金行業(yè)的精密超精密加工，尤其在光學(xué)元件行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。研磨機(jī)轉(zhuǎn)臺是研磨機(jī)的核心部件，相比于現(xiàn)有的滾動軸承支承式轉(zhuǎn)臺，靜壓轉(zhuǎn)臺具有磨擦磨損小、回轉(zhuǎn)精度高、阻尼減震性好和壽命長的優(yōu)點(diǎn);以往對靜壓轉(zhuǎn)臺性能的研究多局限于非傾斜軸系，而靜壓轉(zhuǎn)臺在實(shí)際運(yùn)行中將發(fā)生不同程度地傾斜，傾斜影響靜壓轉(zhuǎn)臺承載性能，嚴(yán)重時使得靜壓轉(zhuǎn)臺支承件與被支承件發(fā)生刮擦而使研磨機(jī)不能正常工作。因此對研磨機(jī)靜壓

2、轉(zhuǎn)臺傾斜軸系承載特性進(jìn)行研究十分必要。
　　本文設(shè)計開發(fā)了適用于精密超精密研磨機(jī)的閉式液體靜壓轉(zhuǎn)臺并已申報了發(fā)明專利（實(shí)用新型已授權(quán)，專利號CN201220388052.7）。該轉(zhuǎn)臺相對于普通開式液體靜壓轉(zhuǎn)臺剛度精度顯著提高、抗傾覆力矩強(qiáng)。
　　提出了當(dāng)量油膜厚度的概念以及利用當(dāng)量油膜厚度去計算液體靜壓轉(zhuǎn)臺傾斜軸系承載特性的當(dāng)量油膜厚度法。當(dāng)量油膜厚度法是在微元積分法的基礎(chǔ)上改進(jìn)得來的，采用微元積分法和當(dāng)量油膜厚度法對靜壓止

3、推軸承和靜壓徑向軸承傾斜油膜承載特性進(jìn)行了解析比較研究;結(jié)合閉式靜壓轉(zhuǎn)臺具體結(jié)構(gòu)建立了反映閉式靜壓轉(zhuǎn)臺整體傾斜承載特性的力學(xué)模型，并與傳統(tǒng)開式靜壓轉(zhuǎn)臺的承載性能進(jìn)行了對比研究。采用商用CFD軟件對靜壓止推軸承和靜壓徑向軸承傾斜油膜的流場進(jìn)行了數(shù)值計算，研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)對傾斜油膜流場特性的影響規(guī)律。利用微元積分法和數(shù)值計算法驗證了當(dāng)量油膜厚度法的正確性，在保證計算精度的同時顯著提高了計算效率，彌補(bǔ)了微元積分法和數(shù)值計算法效率低的不

4、足。利用當(dāng)量油膜厚度法所建立的解析理論，研究得到了各影響因子對靜壓止推軸承、靜壓徑向軸承、開式和閉式靜壓轉(zhuǎn)臺傾斜承載特性的影響規(guī)律。
　　利用湖南海捷主軸科技有限公司搭建的閉式液體靜壓轉(zhuǎn)臺實(shí)驗平臺對閉式液體靜壓轉(zhuǎn)臺的油膜厚度、剛度和流量等物理量進(jìn)行了檢測。實(shí)驗表明:該閉式靜壓轉(zhuǎn)臺運(yùn)行平穩(wěn)，綜合性能好，檢測得到的典型數(shù)據(jù)與理論計算值吻合較好，證實(shí)了所提出研究方法和分析結(jié)論的正確性。本文提出的當(dāng)量油膜厚度法和相關(guān)研究結(jié)果對靜壓轉(zhuǎn)臺的設(shè)