基于遗传算法的高速轧辊磨床磨头液体动静压轴承的优化设计 被引量：11

1

作者 吴怀超 令狐克均 +2 位作者 孙官朝 李哲 张顺风 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第18期2496-2500,共5页

液体动静压轴承性能的好坏直接影响着整台磨床的磨削性能。针对一种可调节式的高速轧辊磨床磨头液体动静压轴承,分析了其结构特点和工作原理,并对其结构尺寸和工作参数进行了设计计算。在此基础上,以单位承载量下的总功率损失最小作为... 液体动静压轴承性能的好坏直接影响着整台磨床的磨削性能。针对一种可调节式的高速轧辊磨床磨头液体动静压轴承,分析了其结构特点和工作原理,并对其结构尺寸和工作参数进行了设计计算。在此基础上,以单位承载量下的总功率损失最小作为优化设计的目标函数,运用遗传算法对该轴承进行了优化设计。优化结果表明:优化后目标函数值从0.0808下降到0.0678,轴承的总功率损失由初始设计的766.9W降低为642.6W,功耗降低约16%,而且轴承的结构尺寸得到减小,其刚度亦得到明显的提高。由此可见,通过优化设计,不仅降低了轴承的制造成本,而且明显改善了轴承的综合性能。 展开更多

关键词 高速轧辊磨床 液体动静压轴承 优化设计 遗传算法

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液体动静压轴承的温度场与热变形仿真分析 被引量：21

2

作者 郭力 李波 章泽 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第4期511-515,共5页

在基于有限体积法的流体仿真软件FLEUNT中,对层流状态下的液体动静压油膜-轴承这一流固耦合模型进行了数值仿真,得出了动静压轴承的温度分布情况;并进一步在有限元软件ANSYS中对轴承的热变形情况进行了分析计算。结果表明:轴承的最高温... 在基于有限体积法的流体仿真软件FLEUNT中,对层流状态下的液体动静压油膜-轴承这一流固耦合模型进行了数值仿真,得出了动静压轴承的温度分布情况;并进一步在有限元软件ANSYS中对轴承的热变形情况进行了分析计算。结果表明:轴承的最高温升及径向最大热变形随主轴转速和偏心率的增大而迅速增大,随环境温度的升高而减小;而供油压力对轴承热变形的影响不大。且轴承径向最大热变形值和轴承间隙在同一数量级,因此热变形在动静压轴承性能分析中不可忽略。 展开更多

关键词 液体动静压轴承 温度场 热变形 有限元法

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基于Fluent-BP神经网络的液体动静压轴承热特性分析 被引量：4

3

作者 石莹 王学智 +2 位作者 刘金营 付吉海 张校通 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期37-42,共6页

针对液体动静压轴承运转发热复杂的问题,应用Fluent软件对液体动静压轴承进行CFD仿真分析,获得不同输入状态下的油膜温度场分布以及轴承运转时的平均温度和最高温度。并在此基础上通过正交试验将Fluent仿真与BP神经网络相结合,实现对任... 针对液体动静压轴承运转发热复杂的问题,应用Fluent软件对液体动静压轴承进行CFD仿真分析,获得不同输入状态下的油膜温度场分布以及轴承运转时的平均温度和最高温度。并在此基础上通过正交试验将Fluent仿真与BP神经网络相结合,实现对任意输入参数下轴承工作温度的预测,并对转速与供油压力以及供油压力与供油温度的综合作用效果进行分析。结果表明,主轴转速对轴承作用的效果比较显著,当轴承在高转速状态下运行时,需要提供高的供油压力来保证轴承的正常运转;当供油压力下降和供油温度上升同时出现时,轴承运转温度骤升,必须谨慎对待。利用BP神经网络的泛化功能,以少量的样本,可得到均匀全面的网络训练样本点,从而能快捷有效地实现对液体动静压轴承的热特性分析。 展开更多

关键词 液体动静压轴承 热特性 正交试验 BP神经网络

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新型高速液体动静压轴承的温升机理 被引量：2

4

作者 廖先禄 郭力 李波 《轴承》 北大核心 2002年第4期23-24,共2页

螺旋油楔高速动静压轴承的结构型式能加速润滑油的轴向流动 ,且两相邻油楔润滑油流动分开 ,使轴承的温升比普通轴承明显降低。其具有高抗振性、高承载能力、高精度和低温升等特点 ,是高速主轴单元理想的支承元件。附图 5幅。

关键词 高速液体动静压轴承 温升机理 高速加工 高速主轴轴承 机床

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孔式环面深浅腔液体动静压轴承的结构及稳定特性研究 被引量：2

5

作者 邓力凡 《机床与液压》 北大核心 2013年第1期80-81,110,共3页

孔式环面节流深浅腔液体动静压轴承精度高、刚度大、寿命长、吸振抗震性能好,广泛用于精密及高速加工机床的主轴。介绍孔式环面节流深浅腔动静压轴承的结构特点及工作机制,分析了该动静压轴承的刚度;为了满足动静压轴承多年连续使用而... 孔式环面节流深浅腔液体动静压轴承精度高、刚度大、寿命长、吸振抗震性能好,广泛用于精密及高速加工机床的主轴。介绍孔式环面节流深浅腔动静压轴承的结构特点及工作机制,分析了该动静压轴承的刚度;为了满足动静压轴承多年连续使用而不需维修的生产需要,提出了该动静压轴承的稳定性判据。 展开更多

关键词 孔式环面节流深浅腔液体动静压轴承 结构 刚度 稳定性

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圆锥液体动静压轴承设计

6

作者 孟亚东 童敏勇 关志伟 《机床与液压》 北大核心 2013年第15期137-139,154,共4页

设计了一个具有混合式油腔(深腔与浅腔)的圆锥液体动静压轴承,它同时具有动压效应和静压效应。将CFD数值模拟技术应用到液体动静压轴承的设计计算中,采用SolidWorks建立了完整的轴承油膜模型,导入CFDesign中进行数值模拟,得到了轴承油... 设计了一个具有混合式油腔(深腔与浅腔)的圆锥液体动静压轴承,它同时具有动压效应和静压效应。将CFD数值模拟技术应用到液体动静压轴承的设计计算中,采用SolidWorks建立了完整的轴承油膜模型,导入CFDesign中进行数值模拟,得到了轴承油膜压力场的分布情况,同时得到了轴颈位移-油膜承载力曲线。CFD数值模拟辅助了油膜承载力的计算验证、轴承恒压供油压力的选择,为液体动静压轴承的工程应用提供了一种高效实用的设计计算方法。 展开更多

关键词 圆锥液体动静压轴承 CFD 油膜模型 油膜承载力

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液体动静压轴承及主轴CAD

7

作者 战文光 张亚军 陶忠良 《制造技术与机床》 CSCD 1996年第4期29-31,共3页

介绍液体动静压轴承及主轴的计算机辅助设计（ＣＡＤ）。通过使用证明，该设计具有良好的实用性和较高的设计水平。

关键词 液体动静压轴承 主轴 优化设计 CAD 轴承

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液体动静压轴承及主轴的计算机辅助设计

8

作者 战文光 张亚军 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 1996年第2期48-50,共3页

本文介绍下液体动静压轴承及主轴的常规设计和优化设计的设计方法及计算机辅助设计。通过使用证明,该设计具有良好的实用性和较高的设计水平:

关键词 轴承 主轴 CAD 液体动静压轴承

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WMB型液体动静压轴承在精密机床上的应用

9

作者 姜涛 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 1997年第5期38-38,共1页

关键词 精密机床 液体动静压轴承 轴承

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液体动静压球轴承转子系统振动特性分析

10

作者 朱锐 沈景凤 +1 位作者 卢明明 顾春兴 《机械强度》 北大核心 2025年第5期1-11,共11页

液体动静压球轴承在中高速下,动压效应使楔形空间内的流体发生涡动,转子的振动特性可能受到油膜涡动影响,主轴回转精度因此降低。针对小孔节流的液体动静压球轴承,将涡动形式分为柱面涡动与锥面涡动,建立润滑数学模型与转子动力学模型... 液体动静压球轴承在中高速下,动压效应使楔形空间内的流体发生涡动,转子的振动特性可能受到油膜涡动影响,主轴回转精度因此降低。针对小孔节流的液体动静压球轴承,将涡动形式分为柱面涡动与锥面涡动,建立润滑数学模型与转子动力学模型并联立求解,得到轴心轨迹与振动幅值;探究形心偏移距离、初始偏转角度对转子系统振动特性的影响。结果表明,与纯柱面涡动相比,综合考虑锥面涡动之后,轴心轨迹稳定性下降,振动幅值增加;随着形心偏移距离的增加,轴心轨迹的稳定性与振动幅值大幅度下降;随着初始偏转角度的增加,轴心轨迹的稳定性与振动幅值仅会小幅度下降。由此得出,改变形心偏移距离比改变初始偏转角度对轴承转子系统的轴心轨迹稳定性及转子系统的振动特性影响更大。 展开更多

关键词 液体动静压球轴承 油膜涡动 轴心轨迹 振动特性

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液体动静压轴承及主轴的计算机辅助设计

11

作者 战文光 张亚军 《机电工程》 CAS 1995年第2期2-3,46,共3页

本文介绍了液体动静压轴承及主轴的常规设计和优化设计的设计方法及计算机辅助设计。通过使用证明,该设计具有良好的实用性和较高的设计水平。

关键词 动压轴承 静压轴承 液体动静压轴承 主轴 CAD

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考虑边界滑移状态的液体动静压球轴承稳定性分析

12

作者 程攀 沈景凤 +2 位作者 秦薇 薛浩 朱锐 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期176-186,共11页

液体动静压球轴承稳定性分析包括探究其动态特性及临界转速,其刚度和阻尼系数对轴承转子系统稳定性具有重要影响,而研究临界转速可有效避免轴承转子系统发生涡动失稳。考虑边界滑移条件,将小孔节流器进入油腔流量与封油边流出流量相等... 液体动静压球轴承稳定性分析包括探究其动态特性及临界转速,其刚度和阻尼系数对轴承转子系统稳定性具有重要影响,而研究临界转速可有效避免轴承转子系统发生涡动失稳。考虑边界滑移条件,将小孔节流器进入油腔流量与封油边流出流量相等作为边界条件,求解出边界滑移状态下的Reynolds方程得到油腔压力和封油边压力;对边界滑移状态下瞬态Reynolds方程采用小扰动法推导出扰动压力偏微分方程,结合有限差分法和松弛迭代法求解方程得到边界滑移状态下液体动静压球轴承的刚度和阻尼系数,进而通过线性稳定性方法求解临界失稳转速,探讨滑移系数、供油压力、转子转速之于轴承动态特性的影响及临界转速之于滑移系数的变化规律。结果表明,滑移系数增大会导致4个刚度系数和交叉阻尼系数减小、直接阻尼增大;供油压力增大将导致8个动态特性系数均增大,转速增大将导致刚度增大及阻尼减小,且滑移效应的发生不影响上述规律;临界转速随滑移系数的增大而减小,系统稳定性降低。 展开更多

关键词 液体动静压球轴承 小孔节流 REYNOLDS 方程 边界滑移 动态特性 临界转速

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液体动静压球轴承轴心运动轨迹研究

13

作者 秦薇 沈景凤 +3 位作者 朱锐 程攀 薛浩 薛伟强 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期74-81,共8页

为研究外载荷对轴承转子系统稳定性的影响,以小孔节流的液体动静压球轴承转子系统为研究对象,建立液体动静压球轴承转子系统动力学模型。通过求解轴承润滑数学模型获得非线性油膜力,分析转子所受到的外载荷,采用欧拉算法预测出轴心下一... 为研究外载荷对轴承转子系统稳定性的影响,以小孔节流的液体动静压球轴承转子系统为研究对象,建立液体动静压球轴承转子系统动力学模型。通过求解轴承润滑数学模型获得非线性油膜力,分析转子所受到的外载荷,采用欧拉算法预测出轴心下一个时刻位移、速度和加速度,并分析转子系统质量、不平衡载荷和阶跃载荷对转子回转精度的影响。结果表明:随着转子系统质量的增加,所需平衡的油膜力增加,轴心振动幅度增加,从而导致转子回转精度降低;相对于不考虑不平衡载荷,考虑不平衡载荷后其振动形态为椭圆且振动幅值增大,减小不平衡值将减小振幅并提高旋转精度;随着阶跃载荷的增加,达到平衡所需的时间也增加。 展开更多

关键词 液体动静压球轴承 小孔节流 轴心轨迹 回转精度 阶跃载荷

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隔热涂层对磨床主轴动静压轴承热变形的影响研究 被引量：4

14

作者 张华 郭力 +1 位作者 许怡赦 胡靖 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期67-74,共8页

为了减少热变形,提高高速精密磨床砂轮主轴系统的精度,将隔热涂层应用于深浅油腔动静压轴承.应用FLUENT和ANSYS两个有限元软件联合仿真分析了不同厚度与不同热导率的隔热涂层在不同的动静压轴承供油压力、主轴转速等因素下的轴承热-结... 为了减少热变形,提高高速精密磨床砂轮主轴系统的精度,将隔热涂层应用于深浅油腔动静压轴承.应用FLUENT和ANSYS两个有限元软件联合仿真分析了不同厚度与不同热导率的隔热涂层在不同的动静压轴承供油压力、主轴转速等因素下的轴承热-结构特性.结果表明:动静压轴承的温度和热变形以及它们的均布程度,都随着隔热涂层厚度的增大逐渐降低,随着隔热涂层热导率的减小而减小,随着轴承供油压力的增加而减小,随着轴承主轴转速的减小而减小;隔热涂层还具有均化轴承温度场和热变形分布的作用.高性能隔热涂层将明显降低轴承主轴热变形并且使其热变形均布,最终明显提高高速精密磨床砂轮主轴系统的加工精度. 展开更多

关键词 高速精密磨床 主轴 液体动静压轴承 隔热涂层 温度场 热变形

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液体动静压球形轴承动态特性分析 被引量：4

15

作者 季东生 沈景凤 +1 位作者 陈雨飞 周羿好 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期309-316,共8页

分析了轴承参数对球形液体轴承的动态特性的影响规律,为液体球轴承的动态刚度、阻尼以及稳定性提供理论指导。以液体动静压球轴承为研究对象,建立液体球轴承的润滑分析数学模型,采用小扰动法推导出层流状态下动态液体润滑方程,采用有限... 分析了轴承参数对球形液体轴承的动态特性的影响规律,为液体球轴承的动态刚度、阻尼以及稳定性提供理论指导。以液体动静压球轴承为研究对象,建立液体球轴承的润滑分析数学模型,采用小扰动法推导出层流状态下动态液体润滑方程,采用有限差分法求解扰动压力偏微分方程,数值计算液体球轴承的刚度系数和阻尼系数,通过数值分析研究轴承的转速、偏心率、平均油膜间隙等参数对轴承的动态特性系数的影响规律。结果表明:转速、偏心率以及平均油膜间隙对油膜的刚度和阻尼有着重要的影响。 展开更多

关键词 液体动静压球轴承 液体润滑 小扰动法 动态特性系数 数值分析

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基于CFD液体动静压球轴承的承载特性分析 被引量：1

16

作者 刘世坦 沈景凤 汪剑 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期373-380,共8页

针对某超高精密磨床用液体动静压球轴承润滑特性的研究,常采用的雷诺方程假设条件较多,计算精度不能满足超高精密轴承设计需要。提出采用基于纳维斯托克斯(N-S)方程的CFD软件分析液体动静压球轴承压力场和温度场分布特征,并探究结构参... 针对某超高精密磨床用液体动静压球轴承润滑特性的研究,常采用的雷诺方程假设条件较多,计算精度不能满足超高精密轴承设计需要。提出采用基于纳维斯托克斯(N-S)方程的CFD软件分析液体动静压球轴承压力场和温度场分布特征,并探究结构参数和工作参数分别对承载力、轴承流量和温升的影响规律及各参数之间的耦合影响。在此基础上,采用正交试验法在满足高承载低温升的多目标前提下,得到液体动静压球轴承最优参数组合。结果表明,这些参数显著影响轴承的承载力和温升,并且还存在交叉耦合影响。分析结果对进一步研究液体动静压球轴承的设计有指导意义。 展开更多

关键词 液体动静压球轴承 计算流体动力学 耦合效应 承载力 温升特性

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基于小孔节流的液体动静压球轴承界面滑移下的承载性能分析 被引量：2

17

作者 周羿好 沈景凤 陈雨飞 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期641-648,共8页

为研究界面滑移对使用小孔节流方式的液体动静压球轴承承载力的影响,基于线性滑移模型,建立了考虑界面滑移的球轴承Reynolds方程。结合有限差分法和松弛迭代法耦合求解Reynolds方程和油膜厚度方程,计算了考虑界面滑移的液体动静压球轴... 为研究界面滑移对使用小孔节流方式的液体动静压球轴承承载力的影响,基于线性滑移模型,建立了考虑界面滑移的球轴承Reynolds方程。结合有限差分法和松弛迭代法耦合求解Reynolds方程和油膜厚度方程,计算了考虑界面滑移的液体动静压球轴承的油膜压力分布和承载能力。结果表明:液体动静压轴承供油压力越大,转速越高,油膜间隙越小,动压效应越强,轴承承载能力越大;考虑滑移效应,界面滑移导致油膜压力增大,且对于轴承承载力的影响存在临界值;当油膜间隙越大,滑移系数临界值越大,液体滑移效应越强,承载能力在滑移程度低于临界值时会增大,在高于临界值时会逐渐减小。 展开更多

关键词 液体动静压球轴承 小孔节流 界面滑移 有限差分法 承载能力

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基于有限元方法的液体动静压主轴系统数字化分析 被引量：1

18

作者 关鹏 王学智 +1 位作者 于天彪 王宛山 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期879-882,共4页

轴承的支撑特性与主轴系统的动态特性直接影响着磨削加工质量,液体动静压主轴系统的动态特性主要体现在轴承的支撑刚度与阻尼.首先使用流体动力学分析技术对液体动静压轴承进行不同参数下的油膜承载能力、油膜温度场分析,进而使用动网... 轴承的支撑特性与主轴系统的动态特性直接影响着磨削加工质量,液体动静压主轴系统的动态特性主要体现在轴承的支撑刚度与阻尼.首先使用流体动力学分析技术对液体动静压轴承进行不同参数下的油膜承载能力、油膜温度场分析,进而使用动网格技术对油膜支撑刚度与阻尼进行分析.然后将所得到的支撑刚度与阻尼转化为等效模型应用到主轴系统动态特性有限元分析中,对主轴系统进行动态特性分析.最后采用实验方法测量主轴系统固有频率以验证分析方法的正确性. 展开更多

关键词 液体动静压轴承 CFD方法 有限元分析 动态特性 压力场

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液体动静压球轴承的承载能力和温度场分析

19

作者 薛浩 沈景凤 +2 位作者 秦薇 程攀 朱锐 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期924-930,共7页

液体动静压球轴承在中高转速或高转速下,因润滑油摩擦和剪切作用使油膜温度升高,进而导致轴承与转子受热变形,且该变形量与油膜厚度处于同一数量级,严重影响主轴的回转精度。因此,以小孔节流方式的液体动静压球轴承作为研究对象,建立流... 液体动静压球轴承在中高转速或高转速下,因润滑油摩擦和剪切作用使油膜温度升高,进而导致轴承与转子受热变形,且该变形量与油膜厚度处于同一数量级,严重影响主轴的回转精度。因此,以小孔节流方式的液体动静压球轴承作为研究对象,建立流体润滑数学模型,推导出润滑油膜的Reynolds方程和能量方程,结合有限差分法和松弛迭代法计算了液体动静压球轴承的油膜压力分布和温度分布,并探究工作参数对承载能力和油膜温升的影响。结果表明,当转速越大、油膜厚度越小时,油膜剪切效应越强,温升也随之增大;当转速为3000 r/min、油膜厚度为28μm时,轴承最高温升相较1000 r/min时最高上升了18.65 K;当转速为3000 r/min、油膜厚度为20μm时,轴承最高温升相较油膜厚度为28μm时上升了27.685 K。 展开更多

关键词 液体动静压球轴承 小孔节流 承载能力 温度场 热变形

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基于小孔节流的液体动静压球轴承动态特性分析

20

作者 陈雨飞 沈景凤 周羿好 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期939-947,共9页

以小孔节流方式的液体动静压球轴承为研究对象,建立球轴承的润滑数学模型,推导出层流状态下的Reynolds方程,引入流量守恒原理并结合小孔节流器的流量计算得到油腔和封油边压力分布;采用微扰法推导出扰动压力控制方程,通过有限差分法和... 以小孔节流方式的液体动静压球轴承为研究对象,建立球轴承的润滑数学模型,推导出层流状态下的Reynolds方程,引入流量守恒原理并结合小孔节流器的流量计算得到油腔和封油边压力分布;采用微扰法推导出扰动压力控制方程,通过有限差分法和松弛迭代法求解扰动压力控制方程得到轴承的刚度和阻尼系数。运用数值分析研究供油压力、转速及油膜间隙等参数对轴承动态特性系数的影响。结果表明,随着油膜间隙减小,供油压力的增大,刚度和阻尼系数会随之增大;随着转速增大,直接刚度变化趋势较小,直接阻尼降低趋势较明显;当油膜间隙为20μm时,轴承刚度和阻尼系数达到最大;转速的提高对于刚度影响较小,而阻尼系数则会明显降低。 展开更多

关键词 小孔节流 液体动静压球轴承 流量守恒原理 雷诺方程 微扰法 动态特性

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