周 亮 王宝瑞 阳 红

(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川 绵阳 621900)

微小间隙空气静压主轴角刚度分析与实验**

周 亮 王宝瑞 阳 红

(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川 绵阳 621900)

通过综合气体运动方程、连续性方程和状态方程，建立小孔节流气体润滑主轴数学模型。采用有限单元法、超松弛迭代法和比例分割法对雷诺方程进行离散求解，解决了微小间隙空气静压主轴跨尺度微偏转的气膜压力分布数值计算难题。进行静态角刚度测试实验，验证了所提方法的有效性。

空气静压主轴；角刚度；有限元分析；小孔节流

静压主轴是超精密机床实现精密回转运动的关键部件，它采用流体润滑技术，借助于气膜或液膜来分开运动件与支承件，以减小摩擦，提高运动稳定性。在超精密加工机床中，静压主轴是电动机与刀具或工件装夹机构联系的纽带，对机床的加工精度起着决定性影响。

目前在静压主轴方面的研究主要集中在刚度(径向刚度、轴向刚度、前端刚度)、回转精度、动态特性以及热稳定性等方面。如姚俊等介绍了各种机床主轴回转精度测量方法及其原理以及测量数据的处理和误差分析方法[1]。彭万欢等采用两点测量法深入分析了超精密空气静压主轴回转误差测试过程中偏心的影响和作用原理[2]。陈东菊等研究了气体稀薄效应对轴承承载力和刚度的影响，为微尺度下轴承性能的研究提供了一定的理论依据[3]。……