撰文/陳軍平 張國(guó)慶 馮嫄嫄

■451100 中原工學(xué)院 河南 鄭州

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多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承關(guān)鍵技術(shù)

撰文/陳軍平 張國(guó)慶 馮嫄嫄

■451100 中原工學(xué)院 河南 鄭州

摘要：多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承是實(shí)現(xiàn)階段精密設(shè)備與超精密設(shè)備中的重要部件，其運(yùn)行質(zhì)量直接影響設(shè)備的工作效率和工作質(zhì)量，而且多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承具有承受力高、穩(wěn)定性強(qiáng)、制造成本較低、工藝流程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，使得多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承具有良好的應(yīng)用前景。以下本文就多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的關(guān)鍵技術(shù)展開分析，并多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的靜態(tài)特征進(jìn)行闡述，旨在為相關(guān)技術(shù)人員提供參考，加強(qiáng)多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的應(yīng)用，推動(dòng)精密、超精密設(shè)備工作效率，推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。關(guān)鍵詞：多孔質(zhì)氣體；靜壓止推軸承；關(guān)鍵技術(shù)

多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的相關(guān)概述

多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承是一種具有承載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、制造成本低的特點(diǎn)軸承，并將具有各向同性的多孔質(zhì)石墨作為多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承節(jié)流器的主要材料，充分發(fā)揮各向同性多孔質(zhì)石墨的特性，節(jié)流器表面能夠形成大量的微小節(jié)流孔，促使軸承的供氣面積的增加，使得多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的表面的壓力能夠得到充分的分配，減少對(duì)軸承的功能的影響，并發(fā)揮節(jié)流器的節(jié)流能力，使得軸承的剛度更加符合精密和超精密設(shè)備的使用要求。多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的節(jié)流能力受到各項(xiàng)同性的多孔質(zhì)石墨的滲透系數(shù)的影響，并采用FLUENT對(duì)多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的靜態(tài)進(jìn)行分析。

多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承關(guān)鍵技術(shù)

多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承關(guān)鍵技術(shù)主要是關(guān)于多孔質(zhì)軸承靜態(tài)特征、動(dòng)態(tài)特征、滲透率等關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)這些問題進(jìn)行研究，明確多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的技術(shù)要點(diǎn)，促使多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承能夠得到良好的應(yīng)用，提升高精密、精密儀器的穩(wěn)定性與可靠性。本文主要針對(duì)多孔質(zhì)石墨氣體靜壓止推軸承為研究對(duì)象，明確其靜態(tài)特征、滲透率等。

a多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的滲透率分析

①多孔質(zhì)石墨氣體靜壓止推軸承，所謂多孔質(zhì)石墨氣體靜壓止推軸承主要是將石墨作為節(jié)流器的主要材料，發(fā)揮石墨的固有特點(diǎn)，體現(xiàn)石墨的滋潤(rùn)滑、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。而對(duì)石墨的滲透率是影響多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承質(zhì)量和水平的關(guān)鍵因素，控制石墨的滲透率等因素是多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的關(guān)鍵技術(shù)之一。多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的滲透率是還會(huì)對(duì)其的穩(wěn)定性和剛度造成影響，其滲透率主要表現(xiàn)石墨的氣體透過能力。

②滲透率與空隙結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，軸承內(nèi)部氣體流動(dòng)特性與多孔質(zhì)材料是影響軸承剛性、穩(wěn)定性與性能的關(guān)鍵因素。材料的滲透率與空隙結(jié)構(gòu)之間有著直接的關(guān)系，如果空隙結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，就不能有效的達(dá)到內(nèi)部氣體均勻分散的效果。而且經(jīng)過多孔質(zhì)材料的氣體的流動(dòng)直接受到空隙結(jié)構(gòu)的影響。

b多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承靜態(tài)性能分析

多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的靜態(tài)性能同樣是關(guān)鍵技術(shù)之一，與軸承的剛度、承載力等有著直接的關(guān)系，因此需要合理的對(duì)軸承的靜態(tài)性能進(jìn)行分析，合理的對(duì)多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的靜態(tài)性能進(jìn)行控制，從而獲得具有高性能、高穩(wěn)定性的軸承，促使精密設(shè)備與高精密設(shè)備的能夠獲得有效的提升。

①靜態(tài)性能，多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的運(yùn)行與內(nèi)部氣體的狀態(tài)有著之間的關(guān)系，不同類型的軸承內(nèi)部構(gòu)造也不盡相同，局部與整體式有著不同的形式節(jié)流器，而且內(nèi)部的氣流形式也存在一定的差異，根據(jù)不同形式的多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的靜態(tài)性能進(jìn)行分析，并根據(jù)流體多維流動(dòng)的基本方程多靜態(tài)性能模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，并切實(shí)應(yīng)用到靜態(tài)性能分析中，為靜態(tài)數(shù)值計(jì)算提供參考。

②靜態(tài)性能的基本方程分析，對(duì)于多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的動(dòng)態(tài)性能需要結(jié)合：質(zhì)量、動(dòng)量、能量守恒方程，并規(guī)定軸承內(nèi)部的氣體狀況，確保軸承內(nèi)部的氣體能夠達(dá)到穩(wěn)定狀況，整合多孔質(zhì)氣體靜壓止推周軸承的實(shí)際情況，獲得軸承的控制方程的通用形式，如下所示：

根據(jù)通用方程的數(shù)學(xué)形式，對(duì)通用方程進(jìn)行處理，促使通用方程可以變?yōu)榫哂写硇再|(zhì)的微分方程，并結(jié)合實(shí)際的多孔質(zhì)氣體的情況和數(shù)據(jù)情況，能夠獲得微分方程的解，為多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的靜態(tài)性能控制提供基礎(chǔ)。

結(jié)束語

精密、超精密設(shè)備是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素，設(shè)備的運(yùn)行狀況直接影響科學(xué)研究的準(zhǔn)確性與可靠性。多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承是精密、超精密設(shè)備中的重要組成部分，其運(yùn)行狀況和技術(shù)水平直接影響設(shè)備的功能。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承研究獲得了一定的成效，有效的提高了軸承的功能和性能。針對(duì)多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，了解影響軸承功能與性能的因素，提高技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，積極推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)健康發(fā)展。

參考：

［1］吳定柱，陶繼忠.多孔質(zhì)石墨氣體靜壓止推軸承靜態(tài)性能分析［J］. 中國(guó)機(jī)械工程，2010，19：2296-2301.

［2］吳笛.局部多孔質(zhì)氣體靜壓徑向軸承的建模與仿真［J］. 軸承，2010，10：31-36.

［3］張曉峰，林彬，王太勇.基于Hypermesh的矩形多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承性能有限元分析［J］. 潤(rùn)滑與密封，2010，09：26-30.

作者簡(jiǎn)介：

陳軍平（1988-），男，河南省周口市人，民族：漢，學(xué)歷：在讀研究生，研究方向：先進(jìn)制造技術(shù)。