1.4 高速精密軋輥磨床動靜壓軸承的研究內容與方法

如前所述，為了研發出能應用于45m/s以上高速精密軋輥磨床上的液體動靜壓軸承，應該突破傳統低速液體動靜壓軸承的結構局限。經過長期的摸索，本書作者逐漸認識到：動壓腔應人工形成而不能只依靠磨削力和重力來自然形成，在結構上要充分考慮軸承的散熱效果，并要重視油膜的均化作用，工作過程中動壓和靜壓應同時發揮作用。更重要的是，為了擴大軸承的應用范圍，應將軸承設計成可調式，以便根據不同的磨削速度和工作負載，對軸承的結構進行調節，以不同的油膜結構來適應不同工況的需求。為此，經過多年的潛心研究，本書作者在國家自然科學基金等項目的支持下，研發了一種高速精密軋輥磨床動靜壓軸承，此軸承目前已獲得了國家發明專利授權。

為了使該高速精密軋輥磨床動靜壓軸承實現產業化，能為我國早日研制出高速精密軋輥磨床提供支持，本書力求從理論上對該軸承所涉及的相關內容進行較為全面和系統的揭示，以期形成該軸承較為完整的研究資料。其研究內容和采取的研究方法如下：

1）對該高速精密軋輥磨床動靜壓軸承的結構進行設計，在此基礎上，通過計算標定該軸承的主要工作參數，確定其材料，選擇其潤滑工作油液，從而為后續的優化和性能分析奠定基礎。

2）為了提高該軸承的使用性能，按照機械結構的優化設計理論對該軸承進行優化設計，優化算法采取的是遺傳算法，此部分詳細介紹與分析優化過程中目標函數的確定、約束變量的選擇以及 MATLAB軟件中的編程求解過程。

3）采用有限元分析方法對該動靜壓軸承在不同的調節位置的性能進行全面和深入的分析，其中，調節位置選取的是軸承本體位于正中間、最右端和最左端三個具有代表性的調節位置，性能包括靜力學性能、模態性能、諧響應性能、熱性能和流固耦合性能，從各個方面全面揭示該軸承的性能。

4）對與該動靜壓軸承配套的主軸及潤滑供油系統所涉及的相關內容進行詳細的研究與分析。

5）對該軸承的基礎性實驗平臺進行全面的介紹與研究，內容包括實驗平臺的機械系統、液壓系統和控制系統，從機、電、液一體化的角度對該軸承基礎性實驗平臺的研發進行說明，以期為該軸承的性能測試提供堅實的實驗硬件條件。