动压箔片轴承气膜厚度分布特点

建立了考虑平箔片下垂效应的动压箔片轴承气弹耦合模型,以Reynolds方程描述气膜压力,以Euler梁单元描述平箔,以简单弹簧单元描述波箔。采用有限差分法和Newton-Raphson迭代法求解气膜压力方程,采用有限元法计算箔片变形,利用气膜压力与气膜厚度相互迭代逼近气弹耦合的收敛解。结果表明,在气膜压力较大区域相邻两支承箔拱之间的平箔段会发生微小的下陷弯曲,并伴随有压力场的局部变化。

气体静压导轨气膜厚度的电容式测试方法

气体静压导轨是超精密工程的核心基础技术之一,其气膜振动是影响加工精度的主要因素。提出了一种气体静压导轨气膜厚度的电容式测试方法,将气体静压导轨的节流器工作底面与实验台面当作电容式传感器的2个极板,当气膜厚度发生变化时,电容将产生较大变化。通过测量节流器与工作面间的电容,计算得到气膜厚度值。同时建立了不同凹面节流器电容与气膜厚度的数学模型。实验利用电容测量仪与电感测微测头同时对气膜厚度进行测量,结果显示两者误差为0.42μm,为气体静压导轨气膜厚度的测量提供了新的方法。

螺旋槽干气密封微尺度气膜厚度计算及测试

基于修正的广义雷诺方程,用pH线性化方法、迭代法对非线性雷诺方程近似求解,得到气膜开启力的近似解析式,并与闭合力建立平衡力方程,求得平衡状态下的气膜厚度。通过Maple程序求解了平衡力方程,分别获得了气膜厚度随转速和介质压力的曲线,并与试验值相比较,两者误差较小,进而验证了该理论的正确性。利用Maple程序分析了螺旋槽结构参数对气膜厚度的影响。结果表明,螺旋角在14°-16°时,可控制气膜厚度在2.75-4μm内;槽深在8-14μm时,可控制气膜厚度在3-5μm内。

波箔径向空气轴承最小气膜厚度测量分析

气膜厚度是波箔径向空气轴承的一项重要性能参数,对轴承的承载能力和工作稳定性产生重要影响。提出了一种波箔径向空气轴承稳态工况气膜厚度最小值的测量方法,并对不同工况的轴承气膜厚度进行了测量。结果表明:膜厚随转速的升高有逐渐增大的趋势;相对于轴承载荷,转速对膜厚的影响更大。

消失模负压铸造液流前沿气膜厚度与其放热系数的关系

为寻求更通用简洁的消失模负压铸造液态金属流动前沿气膜厚度“δ”,运用传热学原理及函数的线性化方法,找到了适用于平衡充型状态及非平衡充型状态“δ”的计算方法:δ与气膜面积A、液态金属的浇注温度T金呈正比,与在直浇道的横截面积S直、在其中的液态金属的流速V直、气化单位质量消失模的吸热量WQ和消失模的密度ρ模呈反比。

气膜厚度对反气泡稳定性的影响

为观察气膜厚度对反气泡稳定性的影响,通过加热反气泡内外溶液来加热气膜内气体从而改变气膜厚度。实验发现:在一定温度范围内,加热反气泡气膜可以延长其稳定时间,但是当加热反气泡气膜使其厚度超过其稳定存在的阈值时,反气泡的稳定性会急剧下降甚至无法产生反气泡;在一定温度范围内温度对溶液表面张力影响很小,这使得文中实验数据合理化。本文为反气泡稳定性的理论研究提供实验支持,并考虑到气膜厚度为微米级,可为微米级气膜传热提供实验素材。

气垫带式输送机气膜厚度的计算

本文以不可压缩粘性流体流动理论为基础,归纳介绍了气垫带式输送机气膜厚度的4种计算方法。用曲线表示四种方法的实例计算结果四种方法的计算结果,进行了对比分析。

气垫带式输送机气膜厚度的计算

在气垫带式输送机的输送带和盘槽之间能否形成一层均匀稳定的气膜并使气膜的厚度达到最佳值 ,对输送机的能耗和性能有着直接的影响。本文着重介绍一种计算气膜厚度的方法 ,可为气垫带式输送机的设计提供可靠的依据。

气垫带式输送机气膜厚度的研究

气垫带式输送机气膜厚度的大小,涉及到输送装置的承载弹性,风机的压力和工作效率等。以气膜的厚度需要保持在一定的合理范围内为条件,保证输送机的平稳有效运行为目标。通过构建气膜数学模型,运用缝隙流理论和实验测试对气垫带式输送机气膜厚度进行分析与研究。得出了气膜的峰型分布情况与分布规律,为气垫输送机的实际应用与改进优化奠定了理论基础。

可倾瓦气体轴承气膜厚度的计算和分析

研究了离心力变形、热变形、轴承偏斜以及表面粗糙度对可倾瓦气体轴承的影响,结果表明:离心力变形对空心轴影响较大,温升对轴瓦厚度影响较小,而对其名义半径和轴半径影响较大;轴承偏斜影响其安全运行;表面粗糙度也会增大最小气膜厚度。

气垫导轨实验滑块与导轨间气膜厚度的测定

在气垫导轨实验中,系统误差的修正可使实验精度得到很大的提高,本文给出气轨实验测定滑块阻尼系数b中气膜厚度z的测量,使气轨实验滑块阻尼力的修正简单易行。

非接触动密封螺旋槽气膜刚度数值模拟与分析

利用Solidworks软件对螺旋槽干气密封端面五种不同气膜厚度进行三维立体模型建模,采用FLUENT前处理功能对其进行网格划分。在特定工况下,利用Fluent流场计算软件对五种端面微尺度流场模型进行数值计算,求出压力沿径向分布和气膜厚度对应的开启力,基于最小二乘法原理基础上,求出开启力与厚度的五次多项式,在对多项式关于气膜厚度求导,得出气膜刚度与气膜厚度的四次多项式。结果表明:气膜刚度随着气膜厚度的增大而减小,且随着气膜厚度的增加气膜刚度随厚度变化曲线趋于平稳,为了使干气密封长期安全、稳定的工作,端面气膜应有足够大的刚度。

狭缝和气膜尺寸对气浮陀螺仪涡流力矩的影响

为提高气浮陀螺仪漂移精度,采用有限元方法,研究狭缝宽度和浮子轴颈气膜厚度对气浮陀螺仪承载力、刚度以及涡流力矩的影响。结果表明,节流狭缝宽度和气膜厚度对气浮轴承承载力、刚度和涡流力矩等特性影响显著。在狭缝宽度为5～15μm和气膜厚度为10～30μm的区间内,通过分析两者的数值对气浮陀螺仪刚度和涡流力矩的影响,得到狭缝宽度和气膜厚度的合理匹配关系。并考虑加工难易程度以及制造误差对涡流力矩的影响,得出合理的数值匹配,即狭缝宽度为7～8μm和轴颈气膜厚度为15～18μm。

波箔片气体动压径向轴承气膜压力分布特点

考虑气体可压缩性及箔片变形等因素建立气膜厚度数学模型,采用Newton-Raphson法和有限差分法耦合求解压力控制Reynolds方程和气膜厚度方程。刚性表面轴承气膜厚度和压力分布的数值计算结果与相关文献基本吻合。在此基础上,对比了刚性表面轴承和波箔片气体动压轴承的主要区别,讨论研究了不同偏心和不同转速下气膜压力的分布特点。该数值分析方法的计算速度快、收敛性好。

螺旋槽小孔节流动静压气体轴承稳态承载力分析

为研究空气轴承在动静压下的稳态承载性能,使用三维建模工具建立动静压气体轴承模型,从连续方程、可压缩流体润滑方程、气体状态方程出发,得到等温条件下稳态气体润滑Reynolds方程,并计算轴承稳态承载力。对螺旋槽小孔节流空气轴承结构建立三维模型,借助Fluent仿真软件对整个流体域进行仿真分析,探讨螺旋角、偏心率、槽宽比、槽深比、槽长比等参数对气体轴承承载性能的影响。结果表明:气源压力一定时,气膜承载力随着偏心率的增加呈现非线性上升趋势,随着槽宽比的增加呈现下降趋势,槽宽比越大,这种下降趋势更加明显;随着槽深比和槽长比的增加,气膜承载力呈现先增加后降低的趋势。对轴承结构进行优化,优化后的轴承承载性能更优。

汽-气凝结气膜分布及对换热特性的影响

基于双边界层理论,考虑气膜内诱导速度、气液界面剪切力和压力梯度等因素的影响,建立了在水平管外汽-气凝结换热过程中所形成气膜厚度的数学模型,并讨论了气膜分离情况.结果表明:沿管壁向下,气膜厚度逐渐增大;当气膜发生分离时,气膜厚度在分离点处急剧增大,且随流速增大而减小;当气膜不发生分离时,气膜厚度在管壁底部附近急剧减小,且随流速增大而增大;气膜厚度随壁温升高而增大,随不凝结气体质量分数增大而增大;气膜厚度及气膜分离对换热特性有一定的影响.

工艺因素对消失模铸造充型前沿气膜的影响研究

运用数值模拟技术对简单板型铸铁件的消失模铸造过程进行了数值模拟,分析讨论了浇注温度、模样密度及负压度对消失模铸造中液态金属流动前沿气膜的厚度和气膜压力的影响.结果表明:消失模铸造液态金属流动前沿气膜厚度及压力随模样密度、液态金属的浇注温度的增大而增大,随沙箱的真空度的增大而减小.

气膜介电常数与供气压力的相关性实验研究

基于电容法测量气体静压导轨气膜厚度的原理,进行供气压力与气膜介电常数相关性的研究。实验结果表明,环境条件不变的情况下,供气压力范围在0.1～0.48MPa之间,气膜介电常数与供气压力呈显著负相关并符合4阶多项式关系,拟合决定系数R2均大于0.94,该结果为气体静压导轨气膜精准电容模型的建立提供了依据。

气流参数对多孔质空气静压轴承静态特性及性能影响研究

空气静压轴承在精密机床和计量设备等制造业领域应用广泛.多孔质空气静压轴承是一种特殊类型的空气静压轴承,其由于使用了多孔质材料,因此更加稳定和坚固.目前针对这类轴承有关气流参数对轴承静态特性及性能影响的研究还较为欠缺.为此,本文提出了一个数学模型用于模拟多孔质空气静压推力轴承的静态特性,包括承载能力、刚度及质量流率等.通过使用基于Navier-Stokes方程的计算,对轴承内部的压力分布进行了分析.随后,研究了对轴承静态特性可能产生影响的相关气流参数及其影响情况.研究结果表明,轴承气膜层厚度的增加会导致轴承承载能力和刚度的下降,但增加多孔质层的厚度可以提高轴承刚度.此外,增加气膜层厚度会使得进入轴承的空气质量流率得以提升.这些结果可用于帮助设计更为高效且能够承担更高负载的多孔质空气静压轴承.

多微通道式气体静压节流器承载力研究

气体静压节流器的承载力与稳定性之间是一对矛盾,市售节流器的承载力只适用于小载荷的仪器仪表。为提升节流器承载力并保证流场稳定,设计并制作多微通道式气体静压节流器。该节流器结合小孔节流和环面节流方式,具有二次节流效果,采用分体式、过盈配合而成,设计理念与机械结构上均有显著创新。为测试自制多微通道式气体静压节流器的承载力性能,对复合型节流方式产生的承载力进行近似理论计算,并得到不同供气压力下的理论承载力曲线。通过试验,在不同供气压力下测量该节流器承载力,绘制实测承载力并与理论曲线相较,二者较吻合。选取常用的两种节流面积相近的节流器作为试验参照组,与该节流器进行承载力大小的比对,并分析数据与误差源。试验结果表明,多微通道式气体静压节流器能显著提高承载能力,同样供气压力下,承载力明显大于另外两种节流器,具有较好的工程应用前景。