润滑与密封

作者：王钒宇，黄善胜，夏辉衡，李景潼

单位：季华实验室,,季华实验室,,季华实验室,,季华实验室,

关键词：气浮导轨支承;静态特性;小孔节流;雷诺方程;高刚度

为提升气浮导轨支承的静态特性，对气浮单元的关键参数进行优化分析及实验验证。基于气浮导轨支承气膜流场的理论模型及控制方程，利用ANSYS Fluent软件，研究节流孔直径、输入压力、气腔深度、节流孔深度及双边气膜厚度等关键参数对多孔耦合气流域静承载力、静刚度的影响。结果表明：节流孔深度对单边气流域的静态性能几乎没有影响；输入压力和气腔深度与单边气流域承载性能均呈正相关，但过大的输入压力和气腔深度均会导致导轨的稳定性下降；节流孔直径对单边气流域影响较大，适当减小节流孔直径可以提高承载能力，但会造成整体静态刚度下降。结合实际工况需求和工艺能力，确定节流孔直径0.16 mm、输入压力0.5 MPa、气腔深度0.05 mm、节流孔深度0.5 mm及双边气膜厚度24 μm为气浮单元的优化设计值，并以此设计某超精密金刚石车床气浮导轨支承，其静承载力大于6 000 N，静态刚度大于800 N/μm。

来源：2025年第3期

《润滑与密封》期刊编辑部

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