经线槽对静压气体接触球轴承进行轴向承载性的影响

【摘要】为提高精密机床主轴支撑的承载能力,增强机床的工作性能,以静压气体球 FAG进口轴承为研究对象,通过开设不同形式的纬线槽和经线槽,运用CFD理论对径向和轴向复合偏心下 fag进口轴承的轴向承载性能进行了研究,并分析了 fag进口轴承轴向承载力与纬线槽和经线槽几何尺寸的关系。研究发现:纬线槽可实现 FAG进口轴承间隙内的压力均化作用,降低压力下降速度,改善轴向承载性能；经线槽通过压力均化和动压效应,增大气膜流场压力,提高 FAG进口轴承承载力和nsk进口轴承； FAG进口轴承的轴向承载力受纬线槽槽宽和经线槽槽深影响较大,一定范围内增大纬线槽槽宽或经线槽槽深可以较快提高轴向承载力。纬线槽和经线槽的开设形式及几何尺寸对静压气体球 FAG进口轴承轴向承载性能的影响研究为气体 FAG进口轴承的重载应用提供参考。

科学技术的飞跃正在推动生产力的提高，制造业，特别是机械制造业，正在不断更新，以满足社会日益高涨的生产要求。高速、高精度加工也成为机械行业的目标，特别是高速超精密机床的速度和精度是衡量机床先进水平的重要指标。

机床的加工水平体现在其核心部件——机床主轴的性能上。随着制造水平的不断提高，气体润滑技术已广泛应用于高速主轴系统乃至电主轴系统。在气体FAG进口轴承的支持下，机床主轴的转速、精度、能耗和使用寿命都得到了极大的提高[3–5]。

进口气体球轴承以其径向和轴向轴承、载荷和较高的回转精度而得到推广，但承载能力和支承设计较低的是前球面和后圆柱面的结构形式，如图1所示，进口主轴轴承也一直是软肋，这制约了它在重载情况下的应用。前端采用进口球形气体静压轴承，直接承受众多学者切削加工产生的轴向力和径向力，以改善进口球形气体静压轴承的轴承性能。

为了保证主轴与FAG进口轴承相比具有雷诺型，从FAG进口滚珠轴承的气膜特性出发，分析了FAG进口轴承的高承载特性。FAG进口前后轴承均采用更高的承载能力，NSK进口轴承具有更高的小承载性能。Yacout等人[7]研究了气体球FAG进气轴承节流尺寸孔板节流静压气体FAG进气轴承。给出了静压气体球FAG进气轴承的两个球的形状和表面质量对FAG进气轴承承载性能的关系。给出了FAG进气轴承的合理尺寸，其中球窝在球形转子上相互锁紧，两个球窝都装有双排燃气表。

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