本文采用CFD数值模拟方法和试验数据相结合的方式对半球型动压气浮轴承径向偏心3%和轴向偏心3%的流场进行分析。对轴承同一偏心率下有、无螺旋槽的轴径向刚度、轴径向承载力、姿态角、功率等特性进行了比较。结果表明,半球型动压气浮轴承的数值仿真结果与试验数据吻合较好。刻有螺旋槽的轴承,压力沿螺旋槽逐渐上升,在螺旋槽顶达到峰值,跨过螺旋槽后压力逐渐降低。由于圆周均布了多个螺旋槽,螺旋槽的导流作用使得高压区均匀的分布在轴承圆周面上。没有螺旋槽的轴承在径向偏心时存在一个对称分布的高压区和低压区,二者夹角近似180度,但在轴向偏心时却无法形成动压效应,轴承支撑力几乎为0。相比无螺旋槽的轴承,有螺旋槽压力分布更均匀,能提供轴、径向支撑力,且姿态角和功率更小,更有助于电机稳定的高速旋转。 半球轴承径向偏心3%压力云图图4半球轴承径向偏心3%支撑力分布图2.2带有螺旋槽的轴承仿真结果与试验数据对比径向偏心3%的仿真结果与试验数据对比如表2所示，轴向偏心3%的仿真结果与试验数据对比如表3所示。对比看出，仿真数据与试验数据偏差较小，一般不超过10%，可以证明仿真结果比较准确

转载 轴承特性仿真分析-电动数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机弯管机滚弧机表2有螺旋槽轴承径向偏心3%的仿真结果与试验数据对比径向支撑力（N）径向刚度（N/um）姿态角（°）功率（W）仿真结果06217.28.2164试验数据0601607.01.73表3有螺旋槽轴承轴向偏心3%的仿真结果与试验数据对比轴向支撑力（N）轴向刚度（N/um）功率（W）仿真结果06518.1160试验数据0621901.682.3有螺旋槽与无螺旋槽的半球轴承仿真对比2.3.1径向偏心3%的情况当有螺旋槽与无螺旋槽的轴承径向偏心均为3%时，二者的压力对比如图5所示。从图上可以看出，由于螺旋槽圆周均布的结构特性以及气体流动的动压效应，带有螺旋槽的高压区在轴承圆周方向呈现周期性变化，而无螺旋槽的高压区和低压区却比较集中，面积较大，高压区与低压区呈180°对称分布。从压强大小上看（相对大气压），有螺旋槽产生的最高压强为1.067×105Pa，无螺旋槽产生的最高压强为3.254×103Pa，有螺旋槽的最高压强达到无螺旋槽的33倍。但二者的最低压强差别不大，有螺旋槽为-3.125×103Pa，无螺旋槽为-2.9×103Pa。密度，μ为空气动力粘度。当轴承以30000rpm转速工作时，计算得出Re＜1000，即轴承间隙内气体流动为层流，因此计算时选用层流模型。具体边界条件设置如表1所示。图1带有螺旋槽的半球轴承图2无螺旋槽的半球轴承表1计算边界条件设置计算模型转速进口边界条件出口边界条件气体可压缩性Laminar层流30000rpmOpenin轴承特性仿真分析-电动数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机弯管机滚弧机 转载