[发明专利]一种考虑动压效应的斜面式双矩形油垫承载力计算方法

摘要

本发明公开了一种考虑动压效应的斜面式双矩形油垫承载力计算方法，为解决机床在高速重载的极端工况运行时极易引起边界润滑，形成干摩擦导致烧瓦的情况，本发明通过对斜面式静压轴承单个油垫润滑机理进行分析，推导并建立了斜面式静压轴承顺时针旋转时轴承承载能力的计算方法，该方法有效结合了动、静压轴承的优点。步骤A、确定了斜面式双矩形腔静压推力轴承承载力的计算方法；步骤B、分别推导了单个斜面式双矩形腔静压推力轴承静、动压承载力；步骤C、推导了斜面式双矩形腔静压推力轴承总承载力的计算公式。本发明适用于重型数控机床领域。

主权项

1.一种考虑动压效应的斜面式双矩形油垫承载力计算方法，其特征在于针对不同尺寸的双矩形斜面油垫，通过对斜面式双矩形腔静压推力轴承单个油垫的润滑机理进行分析，推导其启动及稳定运行时静压承载力方程和轴承高速运行时的动压承载力方程，进而得出静压轴承总承载力计算公式；一种考虑动压效应的斜面式双矩形油垫承载力计算方法按以下步骤实现：步骤A、确定斜面式双矩形腔静压推力轴承承载力计算方法：通过对油垫的润滑机理进行分析，带有动压效应的斜面式双矩形油垫承载力的计算应考虑工作台启动及稳定运行时油腔静压承载能力和工作台高速旋转时楔形油膜引起的动压承载能力两部分，公式如下：W＝Wj+Wd                                (1)式中：W为斜面式双矩形腔静压推力轴承总承载力；Wj为斜面式双矩形腔静压推力轴承静压承载力；Wd为斜面式双矩形腔静压推力轴承动压承载力；步骤B、分别推导单个斜面式双矩形腔静压推力轴承静、动压承载力如下：单个斜面式双矩形腔静压推力轴承静压承载力方程如下：其中Ae＝(L‑l1)(B‑b2‑2b1)式中：λ为双矩形油垫结构参数；Ae为双矩形油垫有效承载面积；μ为动力粘度；h为最小油膜厚度；Q为单个油垫双矩形腔总流量，即为泵的输入流量；单个斜面式双矩形腔静压推力轴承动压承载力方程如下：Wd＝μω[A1(C1+C2)+A2C3]                         (3)其中A2＝Lb1式中：C1、C2、C3为斜面式双矩形腔静压轴承油垫结构参数；A1为单个油垫每个矩形油腔周向左右单侧封油边面积；A2为单个油垫每个矩形油腔径向上下单侧封油边面积；μ为液压油动力粘度；h为楔形油膜最小厚度；ω为转台旋转角速度；θ为油膜楔形角度；r1＝r3为油垫外侧油腔周向左右两侧封油边中心到静压回转中心的距离，r2＝r4为油垫内侧油腔周向左右两侧封油边中心到静压回转中心的距离，r5其中静压承载系数K1＝λAe；动压承载系数K2＝A1(C1+C2)+A2C3。