Nanosys-1000机床静压止推轴承流场分布规律及承载特性

作者：夏毅敏; 杨添任; 张刚强; 罗松保; 禹宏云

来源：光学精密工程, 2013, 21(01): 144-150.

• 超精密加工机床
• 液体静压止推轴承
• 流场分布
• 承载特性

为了提高Nanosys-1000非球面曲面光学零件超精密加工机床加工精度,研究了机床核心部件静压止推轴承内流场分布规律,进而揭示其承载特性。利用ANSYS/Fluent软件建立对称结构静压止推轴承扇形油垫的仿真模型,采用层流模式对进油压力为1.3～1.9 MPa、油膜厚度为20～36μm的油垫流场分布规律与承载特性进行分析。研究结果表明:油垫内压力在油腔区域比较均匀,沿封油边呈线性下降;油膜承载力随油腔压力线性增长,且在同一进油压力下,油膜厚度越小,油膜承载力越大,进油压力为1.5MPa时,油膜厚度从36μm减小到20μm,油腔压力从3.05×105 Pa增加到8.02×105 Pa,油膜承载力相应地从880N增加到2 109N;同一负载即油膜承载力下,进油压力越高,油膜厚度越大,油膜承载力为1 320N时,进油压力从1.3MPa增加到1.9MPa,油膜厚度从26μm增加到30μm;同一油膜厚度下,进油压力越高,润滑油流量越大,油膜厚度为28μm时,进油压力从1.3MPa增加到1.9MPa,润滑油流量从0.179L/min增加到0.231L/min。相关研究结果在研制的Nanosys-1000非球面曲面超精密加工机床静压止推轴承上得到了验证。

• 单位
  高性能复杂制造国家重点实验室; 北京航空精密机械研究所; 中南大学