[发明专利]一种弱化气膜波动的气腔结构

摘要

本发明公开了一种弱化气膜波动的气腔结构，该结构为一种减弱气旋现象的静压轴承的气腔结构。空气经过压缩机压缩后经节流孔流入气腔结构，形成稳定的压力区域，在气腔与气膜的连接处由于气腔的高度远大于气膜厚度，在此处气体的流动方向又会发生90度改变，所以在气腔与气膜的交界处会出现气旋现象。本发明的结构特征是在圆锥台型的气腔结构内部设置内槽结构，来减弱气体的气旋现象。本发明结构简单、运行稳定、可靠性高，进一步提高了静压轴承的应用精度和气浮工作台的加工精度。

主权项

1.一种弱化气膜波动的气腔结构，其特征在于：该气腔结构包括内槽(1)、圆台型气腔(2)、节流孔(3)、气膜(4)；圆台型气腔(2)设置在气膜(4)上，圆台型气腔(2)的中间为内槽(1)，节流孔(3)设置在内槽(1)内；对该弱化气膜波动的气腔结构进行仿真，仿真步骤包括以下步骤：(1)根据气浮工作台的工况，建立内槽式圆台型气腔的仿真模型和传统的矩形气腔仿真模型；仿真模型包括节流孔结构、气腔结构和气膜结构，节流孔结构设置在气腔结构中间，气膜结构设置在气腔结构的外侧；其中，节流孔结构中的节流孔直径为d＝0.4mm，节流孔的高度为h＝0.5mm，气膜结构中的气膜厚度为h1＝0.01mm；(2)利用CFX仿真软件，通过网格划分，建立气流的边界模型，为保证计算精度，该模型的网格划分采用四面体网格划分，减少网格数量；(3)设置仿真的初始值和边界条件如下：①温度为293.15K；②参考压强为标准大气压1atm；③入射压强为0.5MPa；④气体密度为1.205kg/m3；⑤空气的动力学粘度为1.82Ns/m2；⑥出口边界截面压力为标准大气压；⑦壁面为流场的边界；⑧整个过程没有热量的传递和化学变化；在此条件下对两种气腔结构进行仿真，获得气膜内部的气体流动状态图。