1.4 高速精密轧辊磨床动静压轴承的研究内容与方法

如前所述，为了研发出能应用于45m/s以上高速精密轧辊磨床上的液体动静压轴承，应该突破传统低速液体动静压轴承的结构局限。经过长期的摸索，本书作者逐渐认识到：动压腔应人工形成而不能只依靠磨削力和重力来自然形成，在结构上要充分考虑轴承的散热效果，并要重视油膜的均化作用，工作过程中动压和静压应同时发挥作用。更重要的是，为了扩大轴承的应用范围，应将轴承设计成可调式，以便根据不同的磨削速度和工作负载，对轴承的结构进行调节，以不同的油膜结构来适应不同工况的需求。为此，经过多年的潜心研究，本书作者在国家自然科学基金等项目的支持下，研发了一种高速精密轧辊磨床动静压轴承，此轴承目前已获得了国家发明专利授权。

为了使该高速精密轧辊磨床动静压轴承实现产业化，能为我国早日研制出高速精密轧辊磨床提供支持，本书力求从理论上对该轴承所涉及的相关内容进行较为全面和系统的揭示，以期形成该轴承较为完整的研究资料。其研究内容和采取的研究方法如下：

1）对该高速精密轧辊磨床动静压轴承的结构进行设计，在此基础上，通过计算标定该轴承的主要工作参数，确定其材料，选择其润滑工作油液，从而为后续的优化和性能分析奠定基础。

2）为了提高该轴承的使用性能，按照机械结构的优化设计理论对该轴承进行优化设计，优化算法采取的是遗传算法，此部分详细介绍与分析优化过程中目标函数的确定、约束变量的选择以及 MATLAB软件中的编程求解过程。

3）采用有限元分析方法对该动静压轴承在不同的调节位置的性能进行全面和深入的分析，其中，调节位置选取的是轴承本体位于正中间、最右端和最左端三个具有代表性的调节位置，性能包括静力学性能、模态性能、谐响应性能、热性能和流固耦合性能，从各个方面全面揭示该轴承的性能。

4）对与该动静压轴承配套的主轴及润滑供油系统所涉及的相关内容进行详细的研究与分析。

5）对该轴承的基础性实验平台进行全面的介绍与研究，内容包括实验平台的机械系统、液压系统和控制系统，从机、电、液一体化的角度对该轴承基础性实验平台的研发进行说明，以期为该轴承的性能测试提供坚实的实验硬件条件。