针对传统材料制造的动静压轴承刚度较差的问题,提出一种基于Ti-6Al-4V材料制造六槽深浅腔交错分布的动静压轴承。利用ANSYS有限元软件建立六槽深浅腔动静压轴承流固耦合模型,研究轴径间隙、转速以及偏心率对QSn4-3轴承和Ti-6Al-4V轴承刚度的影响规律。结果表明钛合金材料制成的轴承刚度优于传统锡基合金材料制造的轴承,各工况参数中,轴径间隙对轴承刚度的影响最为显著,其次是偏心率。该研究可为钛合金滑动轴承的数值模拟和设计提供参考。

为了改善传统磨床传动式电机与角接触球轴承导致的加工精度低、拆卸加工困难等问题,采用动静压轴承和永磁同步电机对其结构进行改进,利用有限元对该主轴进行分析得出主轴的最大形变量为0.0020383mm,由此通过改进可以减小主轴的最大形变量,说明结构改进合理。首先,利用ANSYS对电主轴进行建模与静力学分析,其次,为了验证该电主轴的结构是否可靠,确定设计参数及可靠性评估参数,同时根据中心组合法产生样本并利用MATLAB进行响应面的拟合。根据拉丁超立方抽样,对响应面进行10000次抽样,利用MATLAB得出可靠性评估参数的分布特征,运算出可靠性为97%,证明了该电主轴结构有很高的的可靠性。

对搅拌摩擦焊技术发展进行了简要介绍，分析了搅拌摩擦焊中工艺影响因素，结合目前电主轴的发展趋势——动静压电主轴，在铝合金搅拌摩擦焊电主轴单元关键技术研究的基础上。确定电主轴的工艺参数，设计研发一种新型的立式搅拌摩擦焊动静压电主轴，具有自动调节负荷的功能。并对主轴的结构设计、油腔结构和运行状态进行详细的介绍，并利用SolidWorksSimulation对转子轴静态受力进行模态分析，经初步检测符合设计要求。较好地解决了搅拌摩擦焊主轴适用材料窄、滚动轴承寿命短、转轴承载负荷过大和主轴可靠性差等问题。

先进制造方式需要机床具有高速高精密的电主轴功能部件,选用动静压轴承可以提高车削加工中心电主轴的刚度和回转精度,因此选择动静压轴承作为主轴的支撑形式。轴承周向有4个浅腔形式油腔,以小孔节流形式恒压供油。建立润滑分析模型,分析轴承的承载力、最小膜厚和温升等静态性能指标。在卧式试验台上测试轴承的动态性能,结果表明:刚度随着转速的增加主要呈增大趋势,转速在3 000~6 000 r/min时刚度值比较稳定;水平方向和垂直方向的最大振幅分别为4.5、3.9μm。若要提高回转精度可对转子轴系进行优化,并做好动平衡及隔振。

前期实验研究中发现微织构对高速水润滑动静压轴承轴颈有显著的抑振作用,为了研究微织构的抑振机制,从微织构对节流系数的影响方面进行探讨。采用Fluent建立微织构作用下高速水润滑动静压轴承环面节流器的CFD模型,研究微织构的密度、压力差和轴颈线速度对节流系数的影响。结果表明：在微织构作用下高速水润滑动静压轴承的节流系数有显著降低,进而影响了轴承的流场状态和润滑性能,对轴承的振动有一定的抑制作用。根据轴承的转速及承载力工作要求,合理设计微织构密度及压力差,能够在降低轴承节流系数的同时提高轴承的承载力;微织构作用下轴承的节流系数发生改变,同时改变了流场状态,表明在高速水润滑动静压轴承性能计算中,根据实际流场来确定节流系数是很有必要的。

对搅拌摩擦焊技术发展和研究方向进行了简要介绍,针对目前搅拌摩擦焊实际焊接过程中存在的缺陷与不足，尤其是焊接结束时存在的"匙孔"问题，结合电主轴的发展趋势一动静压电主轴，设计研发_种新型的回抽式搅拌摩擦焊动静压电主轴，采用液体动静压轴承技术和小孔节流技术等,替代滚动轴承，利用油腔内油压控制转轴回抽，实现了主轴无滚动摩擦，回抽功能自动化,解决了"匙孔"的缺陷。对主轴的整体结构、液压回抽结构和油腔结构等进行了详细介绍，并经初步检测符合设计要求。

介绍了普通轧辊磨床主轴系统动静压轴承供油方式的特点,并对常用的普通动静压轴承的恒流量供油系统和恒压供油系统进行了详细的对比分析,在此基础上,设计了高速轧辊磨床主轴系统动静压轴承的供油液压系统,结果表明,相较于常用的普通动静压轴承的恒压供油系统,高速动静压轴承的恒压供油系统的压力稳定性更好,压力调节更方便和可靠。

分析影响动静压轴承特性的因素，使用计算流体动力学软件FLUENT对液体动静压轴承的特性进行研究，得到动静压轴承压力场及温度场的分布，并进一步分析其特性与各影响因素的关系。