基于FLUENT軟件的單軸氣浮臺設(shè)計及運動性能分析.pdf

1、單軸氣浮臺是氣體潤滑技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。因其具有摩擦力小、運行平穩(wěn)、回轉(zhuǎn)精度高、受溫度影響小等優(yōu)點,在航天、航空領(lǐng)域及精密測量儀器上得到廣泛的應(yīng)用?；趩屋S氣浮臺利用能量衰減與旋轉(zhuǎn)移軸測量轉(zhuǎn)動慣量是物體轉(zhuǎn)動慣量測量的一種新方法,而單軸氣浮臺作為轉(zhuǎn)動慣量測量儀器的重要部件,其穩(wěn)定運行是實現(xiàn)物體轉(zhuǎn)動慣量測量的前提。所以,對單軸氣浮臺的研究有很大的意義。本文主要從兩方面對單軸氣浮臺進行研究:一是單軸氣浮臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計;二是單軸氣浮臺的運動性能研

2、究。
　　單軸氣浮臺是由徑向式和上、下止推式靜壓氣體軸承組成的復(fù)合型氣體軸承。在設(shè)計方面,采用了分部設(shè)計的思想,對各氣體軸承分別進行設(shè)計。以Reynolds方程作為研究流體潤滑的出發(fā)點,通過設(shè)置邊界條件求解,可得到氣體軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)、氣膜厚度及節(jié)流孔的個數(shù)。利用gambit軟件進行建模、劃分網(wǎng)格;將網(wǎng)格模型導(dǎo)入到Fluent軟件中進行計算,分析軸承間隙中的氣壓分布。結(jié)果表明:氣壓下降幅度小、分布均勻。氣體軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)合理,滿足設(shè)

3、計的要求。
　　為了校核轉(zhuǎn)動慣量測量儀器對單軸氣浮臺轉(zhuǎn)速的要求,通過分析氣體軸承的摩擦力矩得出單軸氣浮臺的摩擦力矩,再根據(jù)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理推導(dǎo)出氣浮臺的運動性能。為了確定不同氣壓是否會造成單軸氣浮臺發(fā)生徑向跳動,對氣浮臺徑向跳動量與轉(zhuǎn)速變化量之間的關(guān)系進行了分析。并設(shè)計了一套實驗用于驗證上述推導(dǎo)理論的正確性。實驗結(jié)果證明:氣浮臺運行平穩(wěn)其轉(zhuǎn)速是隨時間衰減的單指數(shù)函數(shù);供氣壓力不會造成氣浮臺的徑向跳動。單軸氣浮臺的運動性能對