超精密定位工作台静压导轨静态特性及流场仿真分析.pdf

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1、2015年4月机床与液压Apr．2015第43卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．07．012超精密定位工作台静压导轨静态特性及流场仿真分析龚俭龙，赵翼翔，刘强，陈新，王昆(广东工业大学，广东省微纳加工技术与装备重点实验室，广州510006)摘要：研究超精密液体静压定位工作台中的液体静压导轨静态特性问题。根据流体润滑理论及雷诺方程，构建了导轨油膜压力的数学物理模型，运用有限元方法求解静压导轨的各项静态特性参数，如导轨的承载能力、静刚度、流量等。运用三维

2、造型软件SolidWorks和CFD软件FLUENT，从结构三维造型设计和内部三维流动综合分析液体静压导轨，获得油膜压力的分布云图、曲线和油腔液压油流速分布云图，并分析不同结构设计参数和环境参数对液体静压导轨静态特性的影响。本文研究将对实际的静压导轨系统设计具有指导意义。关键词：液体静压导轨；FLUENT；油膜；静态特性中图分类号：TH161+．4，TG584文献标志码：A文章编号：1001-3881(2015)7-046-5SimulationAnalysisonStaticPerformanceandStreamlineFieldofHydrosta

3、ticGuidewaysofUltra-precisionPositioningStageGONGJianlong，ZHAOYixiang，LIUQiang，CHENXin，WANGKun(GuangdongProvincialKeyLaboratoryofMicro—nanoManufacturingTechnologyandEquipment，GuangdongUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006，China)Abstract：Theproblemofstaticperformancefort

4、hehydrostaticslidingguidewaysoftheultra—precisionhydrostaticpositioningta—blewasstudied．Basedonthehydro—lubricationtheoryandtheReynoldsequations．themathematicalphysicsmodelofthe0ilfilmpres—sureofguidewayswasbuilt．Finiteelementanalysis(FEA)methodwasappliedtosolveeachparameterofthe

5、staticperformancesofthehydrostaticguideway，suchasbeatingcapacity，staticstiffnessandflux，andetc．Byusingthreedimensional(3-D)modelingSolidworksandtheCFDsoftwareFLUENT，acomprehensiveanalysiswasconductedonthehydrostaticguidewaysfromthe3-Dstrnc—turemodelingdesignandinterior3-Dflow，SOa

6、stoachievethecontourbandandcurvesofthepressuredistributionoftheoilfilmaswellasthehydraulicoilflowvelocitydistributionoftheoilcurve．Moreovertheinfluencesofthedesignparametersofdifferentdesignandtheenvironmentalparametersonthestaticperformanceofthehydrostaticguidewayswereanalyzed．T

7、hisstudyresultthereforeisin—structiveforthedesignoftheactualhydrostaticguidewaysystem．Keywords：Hydrostaticguideways；FLUENT；Oilfilm；Staticperformance0前言就显得非常重要。MANRING和JOHNSON在设计液体静压导轨常用作超精密定位工作台的支承部静压推力轴承时采用浅油腔代替传统的深油腔，并找件，它是整个机床系统的关键部件，其性能的优劣直出了两者之间的细微差别；卢华阳等提出了运用有接影响到整个机床运行的稳定性

8、、可靠性和加工精限元法进行油膜刚度和油膜承载力的分析和计算方度。液体静压导轨相对