1、空氣靜壓電主軸結(jié)合高速電主軸和氣體軸承的特點(diǎn)，以其精度高、轉(zhuǎn)速高、磨損小、清潔度高和運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，在精密和超精密數(shù)控加工機(jī)床中獲得廣泛應(yīng)用。隨著氣體軸承理論研究和應(yīng)用的發(fā)展，單純研究氣體軸承特性已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際設(shè)計(jì)需求，應(yīng)該充分考慮氣體軸承和轉(zhuǎn)子之間的相互耦合作用，尤其是轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)對(duì)氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響。
本文以空氣靜壓電主軸為研究對(duì)象，對(duì)氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的流固耦合作用、轉(zhuǎn)子不同傾斜狀態(tài)對(duì)徑向氣體軸承承載力和剛度的影響進(jìn)
2、行研究，同時(shí)對(duì)電主軸進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)加載實(shí)驗(yàn)，測(cè)試電主軸的動(dòng)靜態(tài)性能。通過(guò)建立氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的仿真模型，運(yùn)用數(shù)值分析方法進(jìn)行雙向流固耦合仿真，分析了徑向、軸向加載下氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的承載特性。研究結(jié)果表明，流固耦合過(guò)程中轉(zhuǎn)子位移、軸承氣膜壓力和承載力都是動(dòng)態(tài)變化過(guò)程;系統(tǒng)穩(wěn)定平衡后，轉(zhuǎn)子呈現(xiàn)傾斜狀態(tài)，氣膜厚度和壓力分布不均勻;供氣壓力一定時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增高使轉(zhuǎn)子徑向位移有增大趨勢(shì)，提高供氣壓力轉(zhuǎn)子徑向位移減小，可降低轉(zhuǎn)子與徑向軸承的碰撞
3、幾率。建立轉(zhuǎn)子傾斜狀態(tài)下徑向氣體軸承仿真模型，運(yùn)用CFD方法對(duì)其進(jìn)行流場(chǎng)仿真，分析了徑向氣體軸承在不同轉(zhuǎn)子傾斜角、轉(zhuǎn)速、氣膜偏心率狀態(tài)下，承載力和剛度的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)子靜止時(shí)大偏心率下的氣膜承載力隨傾斜角增大而減小;轉(zhuǎn)子不同轉(zhuǎn)速下氣膜承載力隨著傾斜角增大而增大，體現(xiàn)了動(dòng)壓效應(yīng)對(duì)不均勻膜厚的影響;轉(zhuǎn)子不同轉(zhuǎn)速下氣膜剛度隨傾斜角增大而增大。搭建空氣靜壓電主軸性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用非接觸加載方式對(duì)空氣靜壓電主軸進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)徑向加載