大尺度静压支承临界载荷参数获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及了大尺度静压支承在不同转速下油膜临界载荷参数获取方法研究。
【背景技术】
[0002] 大尺度多油垫静压支承作为重型数控装备的核心部件，其润滑参数是决定支承乃 至整个设备可靠运行的重要指标。由于我国大型零部件加工和装配精度较低，使静压轴承 在重载时易产生临界润滑烧瓦的情况。通过此研究方法可以得到不同转速下油膜临界载荷 参数，为提高大尺度静压支承运行的可靠性，防止发生零润滑状态即临界润滑导致支承失 效提供了理论依据。
【发明内容】
[0003] 本发明是要解决在工作台逆时针旋转时，油膜受到剪切流与压差流的影响，从而 产生油膜润滑为零，导致润滑失效的情况。本发明通过理论推导，计算出大尺度静压支承油 膜承载载荷的理论值。通过前处理软件，得到静压支承油膜模型，利用Fluent软件对理论 计算的临界载荷值进行验证，大尺度静压支承临界载荷参数获取按以下步骤实现： 步骤A、理论推导大尺度静压支承油膜承载能力表达式如下：
【主权项】
1. 大尺度静压支承临界载荷参数研究，其特征在于首先推导出的大尺度静压支承油 膜承载能力的理论公式，计算出静压支承临界润滑时载荷的理论值；再利用流体计算软件 Fluent得出仿真结果，进而验证大尺度静压支承油膜载荷临界状态数学模型的正确性，大 尺度静压支承临界载荷参数获取按W下步骤实现： 步骤A、理论推导大尺度静压支承油膜承载能力表达式如下：
(1) 式中切J工作台承载载荷，为工作台旋转角速度，为流体动力粘度，为油膜厚度，为静 压支承结构参数，^6为有效承载面积； 步骤B、基于推导出的理论公式，得出工作台转速与油腔平均压力的临界关系，表1列 出了当转速分另。为 〇? 5r/min、lr/min、l. 5r/min、2r/min、2. 5r/min、3r/min、3. 5r/min、4r/ min、4. 5r/min、虹/min时对应的油腔压力及理论临界外载荷值； 表1静压支承临界润滑时载荷理论值
步骤C、利用前处理软件，对静压支承油膜建立H维仿真模型，并对模型进行网格划分， 最后将前处理结果保存chengzai. mesh文件； 步骤D、应用流体计算软件FLUENT,对静压支承油膜进行仿真分析，最终得到大尺度静 压支承的仿真结果； 步骤E、根据大尺度静压支承的仿真结果，通过此数值方法方法验证大尺度静压支承油 膜载荷临界状态数学模型的正确性。
2. 根据权利要求1所述的大尺度静压支承临界载荷参数研究，其特征在于步骤A中通 过理论推导，得出大尺度静压支承油膜承载载荷的表达式。
3. 根据权利要求1所述的大尺度静压支承临界载荷参数研究，其特征在于所述步骤B 中根据推导出的理论公式，计算出相应的油腔压力和理论临界外载荷值。
4. 根据权利要求1所述的大尺度静压支承临界载荷参数研究，其特征在于所述步骤C 中利用前处理软件，对静压支承油膜建立H维仿真模型，并对模型进行网格划分，最后将前 处理结果保存chengzai. mesh文件。
5. 根据权利要求1所述的大尺度静压支承临界载荷参数研究，其特征在于所述步骤 D中运用Fluent软件，对静压支承油膜进行仿真分析，最终得到大尺度静压支承的仿真结 果，其操作过程具体为： 步骤D1、运行仿真软件Fluent,读入网格文件chengzai. mesh文件； 步骤D2、定义求解设置； 步骤D3、流体物理属性设置； 步骤D4、边界条件的设置； 步骤D5、初始化流场； 步骤D6、监视平面设置；
步骤D7、监视器设置； 步骤D8、进行800步迭代计算。
6.根据权利要求1所述的大尺度静压支承临界载荷参数研究，其特征在于所述步骤E 中根据大尺度静压支承的仿真结果，通过此数值方法方法验证大尺度静压支承油膜载荷临 界状态数学模型的正确性。
【专利摘要】工作台逆时针旋转时，油膜受到剪切流与压差流的影响，从而产生油膜润滑为零，导致润滑失效的情况。本发明通过理论推导，计算出大尺度静压支承油膜承载载荷的理论值。并利用Fluent软件对理论计算的临界载荷值进行验证。步骤A、理论推导大尺度静压支承油膜承载能力表达式。步骤B、计算出不同转速对应的油腔压力及理论临界外载荷值。步骤C、利用前处理软件，对静压支承油膜建立三维仿真模型步骤。D、应用流体计算软件Fluent，对静压支承油膜进行仿真分析，得到大尺度静压支承的仿真结果。步骤E、通过此数值方法验证大尺度静压支承油膜载荷临界状态数学模型的正确性。本发明应用于大尺度静压支承临界载荷参数获取方法研究。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104598666
【申请号】CN201410710729
【发明人】张艳芹, 于泽阳, 杨晓东, 邵俊鹏
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月1日