重型静压轴承临界润滑状态转速值确定方法
【技术领域】
[0001] 在本发明涉及了重型静压轴承在常用载荷下油膜临界转速参数研究。
【背景技术】
[0002] 当重型静压轴承旋转工作台加工中进行逆时针旋转时，单个油垫的周向右侧流体 域，可能发生压差与剪切流动所引起的流量值相同而流动速度方向相反的流动情况，此时 可导致临界润滑状态。通过此研究方法可以得到系列多油垫静压轴承具体结构下的临界润 滑参数，为避免发生零润滑状态即临界润滑导致支承失效，从而大大提高重型静压轴承运 行的可靠性提供了理论依据。
【发明内容】
[0003] 本发明是要解决静压轴承有效承载和转速范围内，已知载荷前提下找出发生临界 润滑时对应的转速值，当重型静压轴承间隙油膜处于临界润滑状态时，得出静压轴承载荷 与转速的临界润滑对应关系，并通过FLUENT软件，利用数值模拟的方法对支承油膜润滑临 界状态数学模型进行验证。
[0004] 重型静压轴承临界转速参数研究按以下步骤实现： 步骤A、经过推导得出工作台旋转角速度表达式如下：
【主权项】
1. 重型静压轴承临界转速参数研究，其特征在于通过FLUENT软件，利用数值模拟的方 法对支承油膜润滑临界状态数学模型进行验证。
2. 按以下步骤实现： 步骤A、经过推导得出工作台旋转角速度表达式如下：
其中为静压轴承结构参数，为工作台旋转角速度，为流体动力粘度，为油膜厚度，&为 油腔与回油槽压力差； 数值模拟中转速单位通常采用转/分，因此将公式（1)转换为转/分的转速表达式如
步骤B、根据重型静压轴承的承载范围，表1列出了载荷分别为0t、20t、40t、60t、80t、 100t、120t、140t、160t时所对应的油腔压力及静压轴承油膜临界润滑时的转速理论值； 丰1静K铀蚤临思厢潜时钴埔拥彳公佶
步骤C、通过三维建模软件UG建立静压轴承模型简化模型，再利用GAMBIT软件对初始 油膜进行网格划分，得到网格，指定流体域边界条件并输出zhansu. mesh文件； 步骤D、运用FLUENT软件，对静压轴承临界转速进行数值模拟； 步骤E、得出了此种静压轴承常用载荷与转速的临界对应关系，根据此数值方法对重型 静压轴承油膜润滑临界状态数学模型进行验证。
3. 根据权利要求1所述的重型静压轴承临界转速参数研究，其特征在于步骤A中通过 理论推导得出工作台旋转角速度并将转速转换为数值模拟中的常用单位。
4. 根据权利要求1所述的重型静压轴承临界转速参数研究，其特征在于所述步骤B中 根据重型静压轴承的承载范围，计算出常用载荷对应的油腔压力及静压轴承油膜临界润滑 时的转速理论值。
5. 根据权利要求1所述的重型静压轴承临界转速参数研究，其特征在于所述步骤C中 通过三维建模软件UG建立静压轴承模型简化模型，再利用GAMBIT软件对初始油膜进行网 格划分，得到网格，指定流体域边界条件并输出zhansu. mesh文件。
6. 根据权利要求1所述的重型静压轴承临界转速参数研究，其特征在于所述步骤D中 其特征在于运用FLUENT软件，分别对静压轴承临界转速进行数值模拟，其操作过程具体 为： 步骤D1、导入zhansu. mesh几何模型文件； 步骤D2、设置求解器参数； 步骤D3、设置材料属性； 步骤D4、设置边界条件； 步骤D5、对流场初始化； 步骤D6、设置监视平面； 步骤D7、设置监视器； 步骤D8、进行迭代计算。
7.根据权利要求1所述的重型静压轴承临界润滑参数研究，其特征在于所述步骤E中 得出了此种静压轴承常用载荷及转速的临界对应关系，根据此数值方法对重型静压轴承油 膜润滑临界状态数学模型进行验证。
【专利摘要】静压轴承有效承载和转速范围内，已知常用载荷找出发生临界润滑时对应的临界转速值，得出静压轴承常用载荷与转速的临界润滑对应关系，并通过FLUENT软件对支承油膜润滑临界状态数学模型进行验证。步骤A、经过推导得出工作台临界润滑状态旋转转速表达式。步骤B、根据承载范围，计算出静压轴承油膜临界润滑时常用载荷对应的转速理论值。步骤C、通过UG建立简化模型，再利用GAMBIT软件对初始油膜进行网格划分并输出mesh文件。步骤D、运用FLUENT软件，对静压轴承临界转速进行数值模拟。步骤E、根据此数值方法对重型静压轴承油膜润滑临界状态数学模型进行验证。本发明应用于重型静压轴承临界润滑状态转速值确定方法研究。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104615801
【申请号】CN201410721177
【发明人】张艳芹, 于泽阳, 刘国良, 于晓东
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月3日