基于CFD的气体静压高推力轴承仿真研究

摘要

气体静压轴承能实现高精度而在超精密设备中备受青睐,但承载力和刚度较低长期限制着其进一步发展.针对提高气体静压轴承的承载力和刚度,基于CFD方法定量分析了气体静压止推轴承4种表面结构对其承载力和刚度的影响.基于通用曲线法编写人机交互界面计算气体静压轴承的承载力,与有限元分析结果基本吻合.运用正交试验方法分析了均压槽的长度、宽度、深度及气膜厚度对气体静压轴承的承载能力的影响程度,在兼顾稳定性的前提下优选了均压槽几何尺寸.研究结果表明,在气体静压轴承表面圆周方向和直径方向开设优选参数的均压槽能提高承载力49.71％,同时能够大幅度改善刚度.