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机床主轴动压滑动轴承动态性能分析
2014-11-11 16:29:37 863
现代制造技术的发展对机床切削速度和精度要求越来越高。适应高速旋转主轴的动压滑动轴承，动态性能的影响较大，一是动压滑动轴承对主轴系统提供足够的阻尼，保证主轴稳定运转；
二是轴承弹性使主轴的实际临界转速比滚动轴承减小，且产生交叉刚度是促使系统失稳的主要因素之一。因此，动压滑动轴承的动态性能分析计算，对设计具有良好动态性能的机床主轴系统是非常必要的。
机床主轴动压滑动轴承结构原理
动压滑动轴承按润滑剂不同，分为液体动压滑动轴承和气体动压滑动轴承，机床主轴常用的是多油楔液体动压滑动轴承。
动压滑动轴承是靠主轴以足够高的角速度ω旋转，将一定粘度的润滑剂带入收敛的多油楔中，形成压力油膜承受载荷。油膜厚度取决于油楔形状，油楔形状是在轴瓦内壁上加工出曲线油槽，固定瓦有阿基米德曲线油槽，有偏心园弧曲线油槽，活动瓦块挠支点B摆动能自动调整间隙，形成油楔.润滑剂在收敛的楔形间隙中流动，由于油层间的剪切应力作用，产生流体动力，使相对运动的两表面被油膜隔离，形成纯液体摩擦。
动压滑动轴承具有结构简单，运转平稳，抗振阻尼好，噪声小，主轴系统强度和刚度大，轴承可靠性和承载能力高等特点。因此动压滑动轴承广泛应用于机床主轴和其他行业的机器设备中。
动压滑动轴承动态工作状况分析
图2是机床主轴应用的固定三油楔动压滑动轴承的原理图。在轴颈上作用外载荷F，使轴颈中心O产生偏离至Oj，偏离位置常用偏心率ε和偏位角θ表示：Oj(θε)，其中，ε=e/h0，e——偏心距，h0——轴承与轴颈的半径间隙，h0=Rr。
若外载荷F是不随时间变化的稳定载荷，则轴颈中心Oj在轴承中的位置是不变的，并处于某一偏心率ε和偏位角θ上，而轴承油膜力P施加给轴颈与外载荷F相平衡，这一位置Oj(ε、θ)称为静平衡位置。
若轴颈在静平衡位置受到挠动(如切削材料硬度不均匀或主轴重量不平衡产生离心力等)时，轴颈中心Ojo(下角标“o”表示静平衡位置上的值，下同)将在静平衡位置作微小位移，轴颈中心Ojo位移到Od，Od为瞬时中心，用Δx和Δy表示，Od偏离Ojo的距离，称为动态位移，Od为轴颈的动态瞬时中心。
