有限体积法与正交试验法相结合的动静压轴承结构优化设计

摘要：

针对小孔节流深浅腔动静压轴承的性能优化问题，基于平行平板扩散流动计算模型及流量守恒原理，推导了微元控制体边界压力的插值函数，提出了分析小孔节流深浅腔动静压轴承的油腔压力、承载力、静刚度、进油流量及温升等承载特性的有限体积计算方法。使用该方法研究了供油压力、主轴转速、进油孔径、浅腔深度、初始油膜厚度等参数对小孔节流深浅腔动静压轴承承载特性的影响规律，从而得到了以上相关参数的优化区间。在此基础上，采用四因素三水平的正交试验法，在满足多目标性能最优的前提下，得到了小孔节流深浅腔动静压轴承结构参数与工作参数的最优组合。以该组参数试制了小孔节流深浅腔动静压轴承并建立了试验平台，测量了不同转速及供油压力下油腔的压力值。试验结果表明，轴承油腔压力试验数据及理论计算值随主轴转速的变化趋势一致；误差在11％以内。验证了有限体积法与正交试验法相结合的动静压轴承结构优化设计方法的正确性。

关键词：有限体积法、正交试验法、小孔节流、深浅腔动静压轴承、承载特性、结构优化

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分类号：TH133.31

资助基金：国家自然科学基金资助项目51275163;湖南省自然科学杰出青年基金资助项目12JJ1006

在线出版日期：2016-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1234-1242