分体式气体静压轴系误差均化机理的力学及几何模型研究.docx

分体式气体静压轴系误差均化机理的力学及几何模型研究*尹健龙，李东升，王志新 分体式气体静压轴系误差均化机理的力学 及几何模型研究* 尹健龙，李东升，王志新，沈小燕 ( 中国计量学院 计量测试工程学院，杭州 310018) 摘要: 回转误差是评价轴系性能的重要指标。根据轴系结构构建空间任意力系，将主轴旋转等效为 连续的回转平衡运动，在此基础上采用静力学理论和几何学建立三维回转运动误差模型，研究误差 均化机理，计算误差均化系数。计算结果获得: 平行度误差下的误差均化系数是 0． 29，垂直度误差下 的误差均化系数是 0． 13。研究表明，分体式气体静压轴系对主轴几何形状误差具有较好的误差均化 效果，已建立的三维回转运动误差模型对下一步轴系回转误差的分析具有重要的指导意义。 关键词: 分体式气体静压轴系; 回转平衡运动; 静压系统的力学模型; 三维回转运动误差模型; 误差均 化系数 中图分类号: TH133． 3; TG506 文献标识码: A Averaging Mechanism of Ｒadial Ｒotating of Split Aerostatic Bearings YIN Jian-long，LI Dong-sheng，WANG Zhi-xin，SHEN Xiao-yan ( College of Metrology ＆ Measurement Engineering，China Jiliang University，Hangzhou 310018，China) Abstract: Ｒotating error is an important parameter of evaluating the shafting． Space force system was estab- lished based on the shaft structure，the spindle rotation was decomposed into a continuous balancing process， and three-dimensional model of rotational motion error was built by using statics theory and geometry，study was taken on the error averaging mechanism，and get the error averaging factor． As can be seen，the error mean coefficient is 0． 29 when parallelism error; and error mean coefficient is 0． 13 when vertical error． Split aerostatic bearings has a better error averaging effect on the geometry of the spindle error，three-dimensional model of rotational motion error has an important guiding significance on shaft rotational error calculation． Key words: split aerostatic bearings; rotary balance motion; mechanical model of the static system; three-di- mensional model of rotational motion error; error averaging factor 这些研究主要侧重于主轴的径向回转误差分析，理论 分析值与实际测得的回转误差之间仍然缺乏较准确的 对应关系。如果能够建立一个合理的模型，针对轴系 零件存在的几何形状误差和装配产生的位置误差，理 论计算出轴系工作时的回转误差，则对指导轴系的设 计有重大意义。近年来节流器研究的突破为分体式轴 系的研究提供了重要支撑，分体式轴系具有结构工艺 性好、易于实现回转件加工精度等优点，是一种很有前 景的新型轴系。针对上述问题，本文作者以所在团队 设计的分体式气体静压轴系［5］ 为例，建立三维回转运 动误差模型，研究误差均化机理，探讨主轴平行度误差 和垂直度误差对误差均化效果的影响。 0 引言 气体静压轴系具有结构简单、回转精度高、使用寿 命长等优点，被广泛应用于国防工业、航空航天、机械 制造等领域［1］。回转误差是评价轴系性能的重要指 标，轴系的回转误差来源于组成轴系的零件本身的形 位误差和装配所产生的位置