[发明专利]径向静压轴承径向回转精度评价方法及系统

权利要求书

1.径向静压轴承径向回转精度评价方法，其特征在于，包括，

选取影响径向静压轴承径向回转精度的几何误差；

根据径向静压轴承的几何误差和空间位置关系建立油膜间隙函数；

根据径向静压轴承的设计参数建立径向静压轴承封油面的雷诺方程、流量连续方程和回转轴的动力学平衡方程；

联立上述油膜间隙函数、封油面的雷诺方程、流量连续方程和动力学方程得到径向静压轴承的误差模型，求解得到偏心率和偏位角；

根据偏心率和偏位角，计算得到径向静压轴承在笛卡尔坐标系下的旋转轴的轴心轨迹，以轴心轨迹的最小外接圆的直径作为径向轴承的径向回转精度，进行回转精度的定量评价。

2.根据权利要求1所述的径向静压轴承径向回转精度评价方法，其特征在于，所述选取影响径向静压轴承径向回转精度的几何误差，包括轴和轴瓦的形状误差，轴和轴瓦的形状误差为椭圆误差。

3.根据权利要求2所述的径向静压轴承径向回转精度评价方法，其特征在于，所述根据径向静压轴承的几何误差和空间位置关系建立油膜间隙函数，具体如下式，

h(θ)＝R(θ)-r(θ)+ecosθ；

ε＝e/h_o；

其中，θ为轴旋转角度，偏心线所在位置为0°，顺时针方向为正；e为轴承的偏心值；R(θ)和r(θ)分别为考虑轴和轴瓦的形状误差为椭圆误差时，径向静压轴承的轴和轴瓦在以各自中心为原点的极坐标；ε为轴的偏心率，h₀为径向静压轴承的设计油膜厚度，h₀＝R-r，R为轴瓦的名义半径，r为轴的名义半径。

4.根据权利要求1所述的径向静压轴承径向回转精度评价方法，其特征在于，所述根据径向静压轴承的设计参数建立径向静压轴承封油面的雷诺方程，具体如下，

其中：r为轴的名义半径；h为油膜间隙；ω为轴的角速度；θ为轴旋转角度，偏心线所在位置为0°，顺时针方向为正；为偏位角；e为轴承的偏心值；p为径向静压轴承封油面上的压力分布；ρ为润滑油密度；η为润滑油动力粘度。

5.根据权利要求1所述的径向静压轴承径向回转精度评价方法，其特征在于，所述根据径向静压轴承的设计参数建立径向静压轴承的流量连续方程具体如下，

Q_cj＝Q_outi+Q_ij

其中，Q_ci为润滑油流经第j节流器的流量，Q_outi为流出i油垫的流量，Q_ij为轴系运动时i油垫从第j节流器挤压出来的流量。

6.根据权利要求1所述的径向静压轴承径向回转精度评价方法，其特征在于，所述根据径向静压轴承的设计参数建立径向静压轴承的回转轴的动力学平衡方程，具体如下，

式中：W为轴在径向所受的外载荷；F_e为轴承所受到油膜力沿偏心方向的分量；为轴承所受油膜力沿偏心垂直方向的分量；为偏位角；e为轴承的偏心值；m为轴的质量。

7.根据权利要求1所述的径向静压轴承径向回转精度评价方法，其特征在于，所述根据偏心率和偏位角，计算得到径向静压轴承在笛卡尔坐标系下的旋转轴的轴心轨迹，具体如下，

其中，ε为径向静压轴承的偏心率，为径向静压轴承的偏位角

8.径向静压轴承径向回转精度评价系统，其特征在于，包括，

几何误差采集模块，用于选取影响径向静压轴承径向回转精度的几何误差；

油膜间隙模块，用于根据径向静压轴承的几何误差和空间位置关系建立油膜间隙函数；

联立方程建立模块，用于根据径向静压轴承的设计参数建立径向静压轴承封油面的雷诺方程、流量连续方程和回转轴的动力学平衡方程；

误差计算模块，用于联立上述油膜间隙函数、封油面的雷诺方程、流量连续方程和动力学方程得到径向静压轴承的误差模型，求解得到偏心率和偏位角；

精度评价模块，用于根据偏心率和偏位角，计算得到径向静压轴承在笛卡尔坐标系下的旋转轴的轴心轨迹，以轴心轨迹的最小外接圆的直径作为径向轴承的径向回转精度，进行回转精度的定量评价。