气浮平台展开中无摩擦旋转供气装置研究

摘要

在太阳能帆板的地面展开实验中，将太阳能帆板通过气浮装置悬浮在气浮平台上。太阳能帆板的底部装有气浮旋转装置用来对该气浮装置供气，如何为气浮装置设计一套简洁的供气装置，更重要的是消除供气气管的气管扰动，是一个非常值得考虑的问题，也正是本文研究的课题。本文的工作主要如下:
　　(1)本文基于气浮平台展开装置，设计出一个无摩擦旋转供气装置，该供气装置能实现无摩擦的旋转，而且只需一根进气管，通过自身的结构为下一个旋转装置供气。将无摩擦旋转供气装置安装在气浮平台展开装置中，可以有效的消除供气气管的干扰，解决的气浮平台展开装置中供气的问题。
　　(2)无摩擦旋转供气装置的设计，是本文的核心内容，它由气浮轴，气浮套、端盖和底座四部分构成。能够实现无摩擦旋转的供气要求。本文基于所设计的无摩擦旋转供气装置的机械结构，通过理论分析计算和大量的仿真计算，对装置的主要部分进行了详细的分析和研究，并同时优化了结构参数。
　　(3)设计了一套用于检测装置流量的实验系统，包括实验供气装置与流量采集系统。能够实时的测量出无摩擦旋转供气装置的耗气量与泄漏量，通过流量采集板上传数据到计算机中显示出来，比较了实验数据与仿真数据的差异，验证了无摩擦旋转供气装置的合理性与可靠性。
　　最后，对全文进行了总结，并对后续的研究提出了一些展望。

目录

声明

摘要

1．1课题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 课题来源

1．3．1 太阳能帆板展开过程

1．3．2 气浮平台展开装置的分析

1．4 课题研究内容

第2章 无摩擦旋转供气装置结构设计

2．1 气体润滑理论与气体轴承的介绍

2．2 无摩擦旋转供气装置设计分析

2．3 无摩擦旋转供气装置设计思路

2．4 无摩擦旋转供气装置设计

2．4．1 无摩擦旋转供气装置整体设计

2．4．2 气浮轴设计

2．4．3 气浮套设计

2．4．4 气浮座与端盖的设计

2．5 无摩擦旋转供气装置气路分析

2．6 本章小结

第3章 无摩擦旋转供气装置数学模型分析

3．1．1 气体润滑的基本控制方程

3．1．2 雷诺方程的推导

3．2 无摩擦旋转装置参数计算

3．3 无摩擦旋转供气装置稳定性分析

3．4 本章小结

第4章 无摩擦旋转供气装置仿真计算与结构优化

4．1 Fluent软件介绍

4．2 无摩擦旋转供气装置的仿真模型

4．2．1 无摩擦旋转供气装置中的常量参数

4．2．2 无摩擦旋转供气装置的仿真模型

4．3 轴向节流孔间隙部分的仿真优化

4．3．1 轴向节流孔间隙部分的模型分析

4．3．2 轴向节流孔间隙部分的仿真与优化

4．4 径向节流孔间隙部分的仿真优化

4．4．1 径向节流孔间隙模型分析

4．4．2 径向节流孔间隙仿真分析与优化

4．5 出气口与迷宫密封的仿真优化

4．5．1 迷宫密封模型分析

4．5．2 出气口与迷宫密封仿真计算与优化

4．6 本章小结

第5章 实验与分析

5．1 实验装置介绍

5．1．1 无摩擦旋转供气装置加工及装配

5．1．2 供气装置介绍

5．1．3 流量采集系统介绍

5．2 实验过程及结果分析

5．2．1 供气能力实验

5．2．2 摩擦力实验

5．3 本章小结

6．1 本文总结

6．2 创新点

6．3 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果