【摘要】為提高精密機(jī)床主軸支撐的承載能力,增強(qiáng)機(jī)床的工作性能,以靜壓氣體球 FAG進(jìn)口軸承為研究對(duì)象,通過開設(shè)不同形式的緯線槽和經(jīng)線槽,運(yùn)用CFD理論對(duì)徑向和軸向復(fù)合偏心下 fag進(jìn)口軸承的軸向承載性能進(jìn)行了研究,并分析了 fag進(jìn)口軸承軸向承載力與緯線槽和經(jīng)線槽幾何尺寸的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn):緯線槽可實(shí)現(xiàn) FAG進(jìn)口軸承間隙內(nèi)的壓力均化作用,降低壓力下降速度,改善軸向承載性能；經(jīng)線槽通過壓力均化和動(dòng)壓效應(yīng),增大氣膜流場壓力,提高 FAG進(jìn)口軸承承載力和nsk進(jìn)口軸承； FAG進(jìn)口軸承的軸向承載力受緯線槽槽寬和經(jīng)線槽槽深影響較大,一定范圍內(nèi)增大緯線槽槽寬或經(jīng)線槽槽深可以較快提高軸向承載力。緯線槽和經(jīng)線槽的開設(shè)形式及幾何尺寸對(duì)靜壓氣體球 FAG進(jìn)口軸承軸向承載性能的影響研究為氣體 FAG進(jìn)口軸承的重載應(yīng)用提供參考。

科學(xué)技術(shù)的飛躍正在推動(dòng)生產(chǎn)力的提高，制造業(yè)，特別是機(jī)械制造業(yè)，正在不斷更新，以滿足社會(huì)日益高漲的生產(chǎn)要求。高速、高精度加工也成為機(jī)械行業(yè)的目標(biāo)，特別是高速超精密機(jī)床的速度和精度是衡量機(jī)床先進(jìn)水平的重要指標(biāo)。

機(jī)床的加工水平體現(xiàn)在其核心部件——機(jī)床主軸的性能上。隨著制造水平的不斷提高，氣體潤滑技術(shù)已廣泛應(yīng)用于高速主軸系統(tǒng)乃至電主軸系統(tǒng)。在氣體FAG進(jìn)口軸承的支持下，機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速、精度、能耗和使用壽命都得到了極大的提高[3–5]。

進(jìn)口氣體球軸承以其徑向和軸向軸承、載荷和較高的回轉(zhuǎn)精度而得到推廣，但承載能力和支承設(shè)計(jì)較低的是前球面和后圓柱面的結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示，進(jìn)口主軸軸承也一直是軟肋，這制約了它在重載情況下的應(yīng)用。前端采用進(jìn)口球形氣體靜壓軸承，直接承受眾多學(xué)者切削加工產(chǎn)生的軸向力和徑向力，以改善進(jìn)口球形氣體靜壓軸承的軸承性能。

為了保證主軸與FAG進(jìn)口軸承相比具有雷諾型，從FAG進(jìn)口滾珠軸承的氣膜特性出發(fā)，分析了FAG進(jìn)口軸承的高承載特性。FAG進(jìn)口前后軸承均采用更高的承載能力，NSK進(jìn)口軸承具有更高的小承載性能。Yacout等人[7]研究了氣體球FAG進(jìn)氣軸承節(jié)流尺寸孔板節(jié)流靜壓氣體FAG進(jìn)氣軸承。給出了靜壓氣體球FAG進(jìn)氣軸承的兩個(gè)球的形狀和表面質(zhì)量對(duì)FAG進(jìn)氣軸承承載性能的關(guān)系。給出了FAG進(jìn)氣軸承的合理尺寸，其中球窩在球形轉(zhuǎn)子上相互鎖緊，兩個(gè)球窩都裝有雙排燃?xì)獗怼?

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