[發(fā)明專利]雙向止推靜壓軸承軸向運動和角運動誤差評價方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110379805.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113094831A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 查俊;李超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學蘇州研究院;西安交通大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發(fā)明提供一種雙向止推靜壓軸承軸向運動和角運動誤差評價方法及系統(tǒng)，設計合理，方法簡單，能夠同時對軸向運動誤差和角運動誤差進行評價。所述方法，包括，根據(jù)雙向止推靜壓軸承的幾何誤差和空間位置關系建立油膜間隙函數(shù)；根據(jù)雙向止推靜壓軸承的設計參數(shù)建立雙向止推靜壓軸承封油面的雷諾方程、流量連續(xù)方程和旋轉(zhuǎn)軸的動力學平衡方程；聯(lián)立上述油膜間隙函數(shù)、封油面的雷諾方程、流量連續(xù)方程和旋轉(zhuǎn)軸的動力學方程得到雙向止推靜壓軸承的誤差模型，求解得到軸向位移e_z、X向的角位移α_x、Y向的角位移α_y，用于雙向止推靜壓軸承引起的軸向運動誤差和角運動誤差評價。

技術領域

本發(fā)明涉及雙向止推靜壓軸承誤差領域，具體為雙向止推靜壓軸承軸向運動和角運動誤差評價方法及系統(tǒng)。

背景技術

雙向止推靜壓軸承由于超高的跳動精度而被廣泛應用于超精密機床和高精度數(shù)控機床的轉(zhuǎn)臺和軸承中。與滾動接觸軸承相比，雙向止推靜壓軸承具有良好的阻尼和高剛度性能，并且可以實現(xiàn)最小的軸向跳動精度。在過去的幾十年間，在理論和實驗上對剛度、阻尼、流量和負載能力對靜壓軸承進行了研究。然而，靜壓軸承的誤差評價是影響其精度最重要的因素，現(xiàn)有的評價方法中，均是對靜壓軸承的幾何誤差進行評價，沒有直接對其引起的軸向運動誤差和角運動誤差的評價，無法滿足對雙向止推靜壓軸承的設計提高的需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種雙向止推靜壓軸承軸向運動和角運動誤差評價方法及系統(tǒng)，設計合理，方法簡單，能夠同時對軸向運動誤差和角運動誤差進行評價。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

雙向止推靜壓軸承軸向運動和角運動誤差評價方法，包括，

根據(jù)雙向止推靜壓軸承的幾何誤差和空間位置關系建立油膜間隙函數(shù)；

根據(jù)雙向止推靜壓軸承的設計參數(shù)建立雙向止推靜壓軸承封油面的雷諾方程、流量連續(xù)方程和旋轉(zhuǎn)軸的動力學平衡方程；

聯(lián)立上述油膜間隙函數(shù)、封油面的雷諾方程、流量連續(xù)方程和旋轉(zhuǎn)軸的動力學方程得到雙向止推靜壓軸承的誤差模型，求解得到軸向位移ez、X向的角位移αx、Y向的角位移αy，用于雙向止推靜壓軸承引起的軸向運動誤差和角運動誤差評價。

優(yōu)選的，所述雙向止推靜壓軸承的幾何誤差，包括軸承軸兩端面與軸線的垂直度誤差或兩止推件承壓面的馬鞍形平面度誤差。

進一步，所述根據(jù)雙向止推靜壓軸承的幾何誤差和空間位置關系建立油膜間隙函數(shù)時，僅考慮軸承軸的軸線與兩端面的垂直度誤差時，雙向止推靜壓軸承的油膜間隙函數(shù)表示為：

其中：h_t1和h_t2分別表示第一推力面和第二推力面的油膜厚度；h₀為油膜設計間隙；r和θ為推力面的極坐標參數(shù)；ω為角速度，ωt表示旋轉(zhuǎn)角度；α₁和α₂分別表示第一推力面和第二推力面的傾斜角；

式中：δ₁和δ₂分別表示軸承軸的軸線與兩端面的垂直度誤差；d為軸承軸的直徑。

進一步，根據(jù)雙向止推靜壓軸承的幾何誤差和空間位置關系建立油膜間隙函數(shù)時，僅考慮兩止推件的馬鞍形平面度誤差時，雙向止推靜壓軸承的油膜間隙函數(shù)表示為：

其中：h_t1和h_t2分別表示第一推力面和第二推力面的油膜厚度；h₀為油膜設計間隙；r和θ為推力面的極坐標參數(shù)；ω為角速度，ωt表示旋轉(zhuǎn)角度；λ’為馬鞍形平面度誤差方向間的相位差。