[发明专利]一种基于静压转台的油垫损伤程度的分析方法

权利要求书

1.一种基于静压转台的油垫损伤程度的分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，

步骤A、通过对静压理论进行研究，根据实际工况，应用有限差分、数值分析方法，建立静压转台的数学模型；

步骤B、根据静压转台的数学模型近似表达出油膜的压力分布，进而得到油膜承载力与油膜厚度的关系，从而确定在工作过程中单个圆形油垫所形成的油膜厚度对应的油垫承载力的计算方法，公式如下：

其中：w为单个油垫在工作过程中形成的油膜的承载力；为单个油垫承载力的无量纲值；R₀为静压转台油垫外半径；q为工作过程中润滑油的流量；为工作过程中润滑油的流量的无量纲值；η为工作过程中润滑油的粘度；h₀为初始油膜厚度；

步骤C、静压转台导轨上均布20个相同的油垫i，i＝1，2，…，20，导轨为半径R_d的圆环，其中相邻两个油垫与转台中心形成的夹角为a；将转台台面视为刚体，当转台油垫支撑力分布不均时，转台台面出现倾斜，又由于工件形状及工件装夹位置影响，静压转台会随着倾覆力矩的产生呈现出不同程度的倾斜；根据力的平移定理进行分析，转台所承受的力分解为一个轴向力W和一个倾覆力矩M；在倾覆力矩M的作用下，转台会发生倾斜状态，在此状态下各油垫油腔间载荷的分布情况将会发生改变；设转台与导轨上表面中心间距为H，转台倾斜角度为b；以静压转台的厚度方向对静压转台进行分析；从而确定倾斜状态下转台整体油垫承载力与油膜厚度间关系的计算方法；

步骤D、将转台上的二十个油垫等价看作为十一个节点n，其中n＝1，2，…，11，即当n＝1和n＝11时，节点处油垫个数为一个；当n＝2，3，…，10时，节点处油垫个数为两个；当转台台面倾斜时，转台台面与水平面的夹角为b；当n＝5时，两个油垫的处于转台直径上，因此另n＝5的节点为原点，又由于油垫与原点的径向距离为R_d，原点所在的初始油膜厚度为H，因此得出各个节点处的油膜厚度h_i为：

h_i＝H+R_dcosa_itanb

将h_i代入步骤B中的公式得出第i个油垫的承载力W_i：

其中，W_i为单个无损油垫的承载力；

步骤E、确定损伤油垫承载力的计算方法：

其中，W_i为单个损伤油垫的承载力；W_s为转台所有油垫的总承载力；

步骤F、确定油垫总弯矩的计算方法：

M_i＝W_i×R_dcosa_i

其中，A为油垫的损伤程度；W_s为转台上所有油垫的总承载力；M_i为单个油垫的弯矩；M_s为转台上所有油垫的总弯矩；

步骤G、应用MATLAB软件进行迭代编程，根据求解出的中心油垫的初始油膜厚度，再给定一个初始转台倾角，从而求出转台上所有油垫的油膜厚度，进而求得所有油垫的承载力以及总承载力，则能得到理论上该状态下总的油垫承载力；将这个理论总承载力与实际总加载相比较，若不同则修改初始转台倾角，若相同则此时转台达到力平衡，记录下此时的转台倾角值；再计算油垫的弯矩以及总弯矩，若能达到弯矩平衡，则就能得到该状态下的初始油膜厚度和转台倾角，进而能确定油垫损坏程度与转台倾角的关系；

步骤H、分析数据绘制油垫损伤程度-转台斜率以及油垫损伤程度-中心油垫油膜厚度曲线图，利用距离传感器测量出转台最薄油膜厚度、中心油膜厚度、最厚油膜厚度，根据绘制出的曲线图查到油垫的损伤程度。