[发明专利]双向止推静压轴承轴向运动和角运动误差评价方法及系统

说明书

本发明提供一种双向止推静压轴承轴向运动和角运动误差评价方法及系统，设计合理，方法简单，能够同时对轴向运动误差和角运动误差进行评价。所述方法，包括，根据双向止推静压轴承的几何误差和空间位置关系建立油膜间隙函数；根据双向止推静压轴承的设计参数建立双向止推静压轴承封油面的雷诺方程、流量连续方程和旋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、流量连续方程和旋转轴的动力学方程得到双向止推静压轴承的误差模型，求解得到轴向位移e_z、X向的角位移α_x、Y向的角位移α_y，用于双向止推静压轴承引起的轴向运动误差和角运动误差评价。

技术领域

本发明涉及双向止推静压轴承误差领域，具体为双向止推静压轴承轴向运动和角运动误差评价方法及系统。

背景技术

双向止推静压轴承由于超高的跳动精度而被广泛应用于超精密机床和高精度数控机床的转台和轴承中。与滚动接触轴承相比，双向止推静压轴承具有良好的阻尼和高刚度性能，并且可以实现最小的轴向跳动精度。在过去的几十年间，在理论和实验上对刚度、阻尼、流量和负载能力对静压轴承进行了研究。然而，静压轴承的误差评价是影响其精度最重要的因素，现有的评价方法中，均是对静压轴承的几何误差进行评价，没有直接对其引起的轴向运动误差和角运动误差的评价，无法满足对双向止推静压轴承的设计提高的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种双向止推静压轴承轴向运动和角运动误差评价方法及系统，设计合理，方法简单，能够同时对轴向运动误差和角运动误差进行评价。

本发明是通过以下技术方案来实现：

双向止推静压轴承轴向运动和角运动误差评价方法，包括，

根据双向止推静压轴承的几何误差和空间位置关系建立油膜间隙函数；

根据双向止推静压轴承的设计参数建立双向止推静压轴承封油面的雷诺方程、流量连续方程和旋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、流量连续方程和旋转轴的动力学方程得到双向止推静压轴承的误差模型，求解得到轴向位移ez、X向的角位移αx、Y向的角位移αy，用于双向止推静压轴承引起的轴向运动误差和角运动误差评价。

优选的，所述双向止推静压轴承的几何误差，包括轴承轴两端面与轴线的垂直度误差或两止推件承压面的马鞍形平面度误差。

进一步，所述根据双向止推静压轴承的几何误差和空间位置关系建立油膜间隙函数时，仅考虑轴承轴的轴线与两端面的垂直度误差时，双向止推静压轴承的油膜间隙函数表示为：

其中：h_t1和h_t2分别表示第一推力面和第二推力面的油膜厚度；h₀为油膜设计间隙；r和θ为推力面的极坐标参数；ω为角速度，ωt表示旋转角度；α₁和α₂分别表示第一推力面和第二推力面的倾斜角；

式中：δ₁和δ₂分别表示轴承轴的轴线与两端面的垂直度误差；d为轴承轴的直径。

进一步，根据双向止推静压轴承的几何误差和空间位置关系建立油膜间隙函数时，仅考虑两止推件的马鞍形平面度误差时，双向止推静压轴承的油膜间隙函数表示为：

其中：h_t1和h_t2分别表示第一推力面和第二推力面的油膜厚度；h₀为油膜设计间隙；r和θ为推力面的极坐标参数；ω为角速度，ωt表示旋转角度；λ’为马鞍形平面度误差方向间的相位差。