[发明专利]一种油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承油腔面积优化方法

权利要求书

1.一种油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承油腔面积优化方法，所述方法通过以下步骤实现：

步骤A、双矩形腔油垫有效承载面积计算

式中：B为双矩形腔油垫的宽度，L为双矩形腔油垫的长度，b为双矩形油腔的宽度，l₁为双矩形油腔的长度；

步骤B、双矩形腔油腔压力计算

式中：p为满载时双矩形腔油腔压力；G_z为旋转工作台自重；G_g为所加工工件重量；F_q为切削力；

步骤C、润滑油流量计算

油垫可倾式双矩形静压推力轴承采用定量供油的方式，即流过旋转工作台与油垫之间的润滑油流量Q为定值，流量Q的表达式为

式中：h为油膜厚度；μ为润滑油粘度；

步骤D、流量与油垫结构参数及载荷关系确定

将表达式带入表达式(3)中，可以得到流量与油垫结构参数及载荷的关系表达式为

步骤E、封油边面积计算

封油边面积的表达式为A_b＝BL-(L-2l₁)(B-2b)

步骤F、所述油垫为7075铝质材料，7075铝质材料能承受的最大应力计算

式中：A_b为封油边面积，[σ]为7075铝材许用应力；

步骤G、Matlab仿真程序和油腔面积优化结果

在油膜温升一定时，以流量与油垫结构参数及载荷关系表达式为封油边尺寸的约束条件，当由封油边尺寸和外部载荷共同影响的油垫承受的所述应力在所述许用应力范围内时，通过确定封油边尺寸使油垫承受的外部载荷最大，在油膜温升最低的情况下利用Matlab软件进行编程求取目标函数曲线，由目标函数曲线可得出最优油腔面积。

2.根据权利要求1所述的一种油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承油腔面积优化方法，其特征在于静压推力轴承为油垫可倾斜结构。

3.根据权利要求1所述的一种油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承油腔面积优化方法，其特征在于油腔为双矩形腔。

4.根据权利要求1所述的一种油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承油腔面积优化方法，其特征在于油腔为垫式结构。

5.根据权利要求1所述的一种油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承油腔面积优化方法，其特征在于其旋转工作台为铸钢，底座材料为灰口铸铁。