本发明专利技术公开了一种内反馈式静压转台偏载性能计算方法，包括步骤一：计算倾斜后各油腔油膜厚度。步骤二：根据流体润滑理论，计算上下油腔压强及支承力矩。步骤三：计算偏载下转台角度；定义油垫结构参数，选取油液属性参数：本发明专利技术具有的优点和积极效果是：本发明专利技术充分考虑了实际负载的影响，通过多层次迭代进行偏转角度的求解，而非直接给定偏转角，更符合实际转台运行工况。台运行工况。台运行工况。
【技术实现步骤摘要】
一种内反馈式静压转台偏载性能计算方法
[0001]本专利技术涉及静压转台油膜支承
，特别是涉及一种内反馈式静压转台偏载性能计算方法。
技术介绍
[0002]内反馈静压转台通常采用定压式供油，节流形式为内部缝隙节流，节流液阻随油膜厚度变化而变化，具有刚度好，运行稳定，摩擦小等一系列特点，是高精密机床的关键核心部件。然而在实际加工中，受工件形状及装夹位置的影响，转台承受偏载发生倾斜，会造成工件加工质量下降，因此明确偏载下转台支承性能，对转台的设计具有一定的指导意义。文献《研磨机液体静压转台倾斜轴系承载特性研究》和专利号CN201410328583.0等虽提及转台倾斜计算，但并不属于内反馈结构，且是给定转台倾角。本专利所述方法基于内反馈转台结构，其上下油垫油路连通，与文献中所提闭式对置油垫、开式油垫具有本质区别，且考虑负载来计算倾角，更符合实际工况。
技术实现思路
[0003]本专利技术目的是：本专利技术旨在提供一种内反馈式静压转台偏载性能计算方法。
[0004]本专利技术所采取的技术方案是：
[0005]一种内反馈式静压转台偏载性能计算方法，该方法包括如下步骤，步骤一：计算倾斜后各油腔油膜厚度。
[0006]转台承受偏心载荷W时，转台发生偏斜，设倾斜角度为θ。转台任意点的油膜厚度为：
[0007][0008]R为转台任意点半径，δ为偏载力与x轴的夹角，θ为转台面倾角，h0为初始油膜厚度。
[0009]转台倾覆力矩M为：
[0010]M＝W
·<br/>d (2)
[0011]式中，d为偏载力作用点距圆心距离。
[0012]根据力平衡原则，将偏心力转换为转台中心的力和倾覆力矩共同作用。因此油膜首先是受W大小的负载压缩，然后发生倾斜。
[0013]步骤二：根据流体润滑理论，计算上下油腔压强及支承力矩。
[0014][0015]p为油腔压力，h为油膜厚度，η为粘度，ρ为油液密度，ω为转台转速，v为两承载表
面方向相对移动速度(m/s)，u为两承载表面r方向相对移动速度(m/s)。
[0016]油腔流量q为压强在r和方向偏导数在面积上的积分q
1,2
：
[0017][0018]式中，q1为上油腔，q2为下油腔，S1，S2，S3，S4分别代表流经油腔的封油边。
[0019]油腔液阻为油腔压力p0与流量q的比值：
[0020][0021]当采用缝隙节流时，节流器液阻大小R
i
可以表示为：
[0022][0023]式中，l
c
为节流器长度，b
c
为节流器宽度，h
e
为某一状态下的膜厚，η0为油液粘度。
[0024]承载力F
k1,2
为：
[0025][0026]式中，i为r方向节点编号，j为方向节点编号，p
i,j
为求解式(3)后的压强矩阵，Δr为r方向步长，为方向步长。
[0027]承载力矩M
a
为：
[0028][0029]式中，R
T
为油腔中心到圆心的距离；
[0030]步骤三：计算偏载下转台角度；定义油垫结构参数，选取油液属性参数：
[0031]S3.1设置初始倾角变化量Δθ；
[0032]S3.2按照步骤一计算各油腔各位置点油膜厚度；
[0033]S3.3初设膜厚变化量Δh，上油腔压缩后膜厚为h
‑
Δh，下油腔膜厚为h+Δh；
[0034]S3.4设置初始上下油腔压力p
0k
，k＝1，2，分别代表上下油腔，根据上下油腔膜厚，代入步骤二计算油腔压强分布，油腔液阻和节流液阻；
[0035]S3.5定压式静压转台油腔压力p
r
和供油压力p
s
满足以下关系：
[0036][0037]式中，λ为液阻比，R
i
为节流器液阻，R
o
为出油液阻。
[0038]利用上式校核上下油腔压力，设置收敛精度ε1，若|p
r
‑
p
0k
|>ε1，则改变油腔压力重新代入步骤3.4，直到油腔压力之差达到设定的收敛精度。
[0039]S3.6按照式(7)计算上下油腔承载力，设置收敛精度ε2，若|F
k1
‑
F
k2
‑
W|>ε2，则改变油膜厚度重新代入步骤3.2，直到上下油腔承载力之差达到设定的收敛精度；
[0040]S3.7按照式(8)计算各个油腔叠加后总的支承力矩M
a
，设置收敛精度ε3，若|M
a
‑
M|>ε3，则改变倾角重新返回步骤一重新计算，直到倾角之差达到设定的收敛精度。
[0041]本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术充分考虑了实际负载的影响，通过多层次迭代进行偏转角度的求解，而非直接给定偏转角，更符合实际转台运行工况。
附图说明
[0042]图1转台偏斜模型。
[0043]图2扇形油垫结构。
[0044]图3偏载性能计算流程。
具体实施方式
[0045]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0046]一种内反馈式静压转台偏载性能计算方法，该方法包括如下步骤，步骤一：计算倾斜后各油腔油膜厚度。
[0047]如图1所示，转台承受偏心载荷W时，转台发生偏斜，设倾斜角度为θ。转台任意点的油膜厚度为：
[0048][0049]R为转台任意点半径，δ为偏载力与x轴的夹角，θ为转台面倾角，h0为初始油膜厚度。
[0050]转台倾覆力矩M为：
[0051]M＝W
·
d (2)
[0052]式中，d为偏载力作用点距圆心距离。
[0053]根据力平衡原则，将偏心力转换为转台中心的力和倾覆力矩共同作用。因此油膜首先是受W大小的负载压缩，然后发生倾斜。
[0054]步骤二：如图2所示，和分别为油腔内外半角，R1，R2，R3，R4分别为扇形油垫半径，根据流体润滑理论，计算上下油腔压强及支承力矩。
[0055][0056]p为油腔压力，h为油膜厚度，η为粘度，ρ为油液密度，ω为转台转速，v为两承载表面方向相对移动速度(m/s)，u为两承载表面r方向相对移动速度(m/s)。
[0057]油腔流量q为压强在r和方向偏导数在面积上的积分q
1,2
：
[0058][0059]式中，q1为上油腔，q2为下油腔，S1，S2，S3，S4分别代表流经油腔的封油边。
[0060]油腔液阻为油腔压力p0与流量q的比值：
[0061][0062]当采用缝隙节流时，节流器液阻大小R
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内反馈式静压转台偏载性能计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，步骤一：计算倾斜后各油腔油膜厚度；转台承受偏心载荷W时，转台发生偏斜，设倾斜角度为θ；转台任意点的油膜厚度为：R为转台任意点半径，δ为偏载力与x轴的夹角，θ为转台面倾角，h0为初始油膜厚度；转台倾覆力矩M为：M＝W
·
d (2)式中，d为偏载力作用点距圆心距离；根据力平衡原则，将偏心力转换为转台中心的力和倾覆力矩共同作用；油膜首先是受W大小的负载压缩，然后发生倾斜；步骤二：根据流体润滑理论，计算上下油腔压强及支承力矩；p为油腔压力，h为油膜厚度，η为粘度，ρ为油液密度，ω为转台转速，v为两承载表面方向相对移动速度，u为两承载表面r方向相对移动速度；油腔流量q为压强在r和方向偏导数在面积上的积分q
1,2
：式中，q1为上油腔，q2为下油腔，S1，S2，S3，S4分别代表流经油腔的封油边；油腔液阻为油腔压力p0与流量q的比值：当采用缝隙节流时，节流器液阻大小R
i
表示为：式中，l
c
为节流器长度，b
c
为节流器宽度，h
e
为某一状态下的膜厚，η0为油液粘度；承载力F
k1,2
为：式中，i为r方向节点编号，j为方向节点编号，p
i,j
为求解式(3)后的压强矩阵，Δr为r方向步长，为方向步长；承载力矩M
a
为：
式中，R
T
为油腔中心到圆心的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨聪彬，马弘列，程强，李迎，刘志峰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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