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超精密机床径推一体式空气静压轴承的静态特性
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TH133.3[机械工程—机械制造及自动化] TG502.31[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:SupportedbyNationalScienceandTechnologySpecialProgram(No.2011ZX04004-041);NationalNatu-ralScienceFoundationofChina(No.90923023);DoctoralProgramFoundationofHigherEducationofChina(No.20092302110055)
中文摘要:

提出了一种新的径推一体式静压主轴支撑方式来优化机床主轴系统性能,以满足超精密飞切机床对气体静压轴承高刚度的要求。采用计算流体力学和有限体积法对气体静压轴承气膜内部的流场与压力场进行仿真,并研究其静态特性。为提高计算精度,完成了轴承宏观尺寸与气膜厚度相差几个数量级时气膜厚度方向2μm间距的网格划分。仿真结果表明,在偏心状态下由于气膜压力的变化使节流孔气体流速在l~200 m/s内变化,机床所采用径推一体式轴承静态刚度达到3508N//μm。研究表明,通过增大轴承的供气压强和减小节流孔的直径可改善轴承的静态性能进而提升机床性能。

英文摘要:

A new vertical spindle supporting system was presented to improve the stiffness of an aero- static bearing and to meet the requirements of machine tools for aerostatic bearings. The Computa- tional Fluid Dynamics (CFD) and Finite Volume Method (FVM) were used for simulating the flow field and pressure field inside the aerostatic bearing and for researching its static characteristics. The grid subdivision in the direction of film thickness was implemented while establishing the grid of the gas film. Finally, a 2 t~m/grid on the thrust surfaces and 2.5 t~m/grid on the radial surfaces along the film thickness direction were achieved. Results indicate that the gas velocities around the orifices are about 200 m/s and 1 m/s when the pressure distribution of the gas film is changed and the loading ca- pacity is achieved 3 508 N/~m. It concludes that the static characteristics of the aerostatic bearing can be improved by increasing supply pressures or decreasing the diameters of orifices.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699