CN116611371B - 提高多孔质轴承性能的方法及多孔质轴承 - Google Patents

提高多孔质轴承性能的方法及多孔质轴承 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高多孔质轴承性能的方法及多孔质轴承，方法包括：建立多孔质轴承的三维模型，将三维模型进行网格划分；将网格划分得到的数据导入至CFD软件；在软件内设定标准承载力范围及标准刚度范围；在软件内输入初始渗透率；通过软件计算气浮面的承载力和刚度，并将计算所得的承载力及刚度分别与标准承载力范围及标准刚度范围进行比对；当计算所得的承载力及刚度中任一者超出对应的范围时，在软件内调整初始渗透率，直至计算所得的承载力及刚度均在对应的范围，输出当前的渗透率。从而能够方便地找到最佳渗透率，不需要耗费大量人力和物力，以更低的成本获得品质更佳的多孔质轴承。

Description

提高多孔质轴承性能的方法及多孔质轴承
技术领域
本发明涉及多孔质轴承技术领域，特别是一种提高多孔质轴承性能的方法及多孔质轴承。
背景技术
多孔质轴承是一种采用气体作为工作介质的轴承，具有摩擦阻力小、几乎无温升和定位精度高等优点。多孔质轴承一般具有轴向和径向方向上的多个气浮面，由于多孔质轴承结构大小的限制，经常会发生某一气浮面的承载力和刚度等性能不满足要求。
在现有技术中，当多孔质轴承的性能不满足要求时，通常会直接改变多孔质轴承的整体结构，再次测量并判断多孔质轴承的性能是否满足要求。但是，这会导致需要耗费大量人力和物力，并且，由于多孔质轴承的尺寸较小，改变其整体结构的操作较为不便。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种提高多孔质轴承性能的方法及多孔质轴承，该方法能够方便地找到多孔质轴承的最佳渗透率，以提升多孔质轴承性能。
本发明首先提供一种提高多孔质轴承性能的方法，包括：
建立多孔质轴承的三维模型，对所述三维模型进行网格划分；
将网格划分得到的数据导入至CFD软件；
在所述CFD软件内设定标准承载力范围及标准刚度范围；
在所述CFD软件内输入所述多孔质轴承的初始渗透率K0；
通过所述CFD软件计算所述多孔质轴承的气浮面的承载力和刚度，并将计算所得的承载力及刚度分别与所述标准承载力范围及所述标准刚度范围进行比对；
当计算所得的承载力及刚度均在对应的范围时，输出初始渗透率K0；否则，当计算所得的承载力及刚度中任一者超出对应的范围时，在所述CFD软件内调整初始渗透率K0，直至计算所得的承载力及刚度均在对应的范围，输出当前的渗透率。
上述提高多孔质轴承性能的方法中，用户能够通过CFD软件计算多孔质轴承的气浮面在某一渗透率下的承载力和刚度，当计算所得的承载力及刚度均在标准范围内，则表示在当前渗透率下多孔质轴承的性能已满足要求，当计算所得的承载力及刚度中的任意一者不在标准范围内时，通过在CFD软件内对输入的渗透率进行调整，并再次计算多孔质轴承的气浮面在当前渗透率下的承载力和刚度，直至计算所得的承载力及刚度均在标准范围内位置。这样，能够通过CFD软件方便地找到出满足多孔质轴承的性能的最佳渗透率，并通过该渗透率的计算结果来指导多孔质轴承的生产，以提升多孔质轴承的性能，提高产品的合格率，实现了多孔质轴承设计并提升性能过程的参数化和程序化；同时，这种预先计算渗透率的方法，相比于边生产边更改设计方案以满足设计要求的方式，能够缩短生产周期，节约由于更改设计方案而产生的非必要成本，避免耗费大量的人力和物力，提升多孔质轴承的设计和生产效率。
在其中一个实施例中，所述气浮面包括垂直于所述多孔质轴承的轴向的第一气浮面和第二气浮面，以及平行于所述多孔质轴承的轴向的第三气浮面；在所述CFD软件内输入所述多孔质轴承的初始渗透率K0后，分别计算所述第一气浮面、所述第二气浮面及所述第三气浮面的承载力和刚度，并分别与所述标准承载力范围及所述标准刚度范围进行比对。
如此设置，将第一气浮面、第二气浮面及第三气浮面分开比对，使得第一气浮面、第二气浮面及第三气浮面的承载力及刚度均在标准范围内，从而能够进一步提升该多孔质轴承的性能，提高多孔质轴承的产品合格率。
在其中一个实施例中，当计算所得的所述第一气浮面、所述第二气浮面及所述第三气浮面的承载力和刚度均超出对应的范围时，对所述第一气浮面、所述第二气浮面及所述第三气浮面对应的渗透率做相同调整。
如此设置，当三个气浮面的承载力及刚度均超出对应的范围时，不做具体分析是哪个气浮面的设定问题，而直接对三个渗透率做相同的调整，直至至少其中一个气浮面的渗透率满足要求，这样能够更加快速地找到适当的渗透率，简化调整步骤，避免进行太多次复杂的运算，提升多孔质轴承的设计和生产效率。
在其中一个实施例中，当计算所得的所述第一气浮面、所述第二气浮面及所述第三气浮面的承载力和刚度中一个或两个所述气浮面的承载力和刚度不在标准范围内时，在所述CFD软件内：
根据公式：调整所述第一气浮面对应的渗透率；
根据公式：调整所述第二气浮面对应的渗透率；
根据公式：调整所述第三气浮面对应的渗透率；
其中，a1、a2、a3分别为所述第一气浮面、所述第二气浮面及所述第三气浮面对应的渗透系数，Kn为调整前的渗透率，Kn+1为调整后的渗透率；将不在标准范围内的所述气浮面对应的所述渗透系数的数值调整为大于1，将在标准范围内的所述气浮面对应的所述渗透系数的数值调整为小于或等于1。
如此设置，对承载力和刚度超出标准范围的气浮面对应渗透系数赋值为大于1，并对承载力和刚度已经落入标准范围的气浮面的渗透系数赋值为小于或等于1，并利用公式重新计算渗透系数调整后的渗透率，可以实现对多孔质轴承的渗透率进行微调，使得之前已经在标准范围内的气浮面在微调后依旧能够在标准范围内，之前不在标准范围内的气浮面也能够在微调后靠近或达到标准范围；与此同时，渗透率调整公式中，是以前一次渗透率为调整的基础，这样可以更加快速地计算得到合适的渗透率并输出。
在其中一个实施例中，通过所述CFD软件计算所述多孔质轴承的气浮面的承载力和刚度包括：通过所述CFD软件计算所述多孔质轴承的所述气浮面的压力场分布，根据所述压力场分布，通过积分计算所述气浮面的承载力，根据所述气浮面的承载力，通过中心差分计算所述气浮面的刚度。
如此设置，计算所得的多孔质轴承的气浮面的承载力和刚度的结果较为准确。
在其中一个实施例中，多次调整所述多孔质轴承的气膜厚度，并计算所述气浮面在不同厚度的所述气膜下的承载力，根据不同厚度的所述气膜下的承载力计算所述气浮面的刚度，并获取计算所得的承载力和刚度在最佳状态下的所述气膜的厚度。
如此设置，能够简化操作步骤，提升多孔质轴承的设计和生产效率，并且还能够提升多孔质轴承的性能。
在其中一个实施例中，建立多孔质轴承的三维模型包括：测量试制的多孔质轴承的尺寸参数，根据所述尺寸参数建立所述多孔质轴承的三维模型。
如此设置，以现有的多孔质轴承为基础来优化多孔质轴承的性能，使得通过CFD软件计算得到的数据更加切合实际需求，并且还能够简化建立三维模型的时间，从而提升多孔质轴承的设计和生产效率。
在其中一个实施例中，将所述三维模型进行网格划分包括：将所述三维模型导入mesh软件，采用扫掠的方法将所述三维模型进行网格划分，使得所述多孔质轴承的气膜被划分为5层至15层。
如此设置，能够在保证生成的网格质量及数据精度的同时，避免网格数量过多而降低计算效率。
在其中一个实施例中，在所述CFD软件内输入所述多孔质轴承的初始渗透率K0后，还包括步骤：在CFD软件中，将所述多孔质轴承结构的流体区域设置为多孔介质区域，将黏滞阻力设置为渗透率，将数学模型设置为层流模型，并设置出入口边界条件和壁面函数；在所述CFD软件中设置求解器算法，将压力-速度耦合方式设置为简单模式，压力变量设置为标准离散，动量设置为二阶迎风格式方式离散。
如此设置，通过在CFD软件中设置合理、正确的条件和参数，使得CFD软件能够计算得到多孔质轴承在当前渗透率下承载力和刚度的准确结果。
本发明还提供一种多孔质轴承，包括应用如上所述的提高多孔质轴承性能的方法生产的轴套。
如此设置，能够保证该多孔质轴承的性能，提高产品的合格率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施方式的多孔质轴承的结构示意图；
图2为本发明提供的图1中多孔质轴承在调整前的渗透率示意图；
图3为本发明提供的图2中多孔质轴承在调整后的渗透率示意图；
图4为本发明一种实施方式的提高多孔质轴承性能的方法的流程图一；
图5为本发明一种实施方式的提高多孔质轴承性能的方法的流程图二。
附图标记：1、多孔质轴承；11、气浮面；111、第一气浮面；112、第二气浮面；113、第三气浮面；12、气膜；2、回转件。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
多孔质轴承一般具有轴向和径向方向上的多个气浮面，由于多孔质轴承结构大小的限制，经常会发生某一气浮面的承载力和刚度等性能不满足要求。在相关现有技术中，当多孔质轴承的性能不满足要求时，通常会直接改变多孔质轴承的整体结构，再次测量并判断多孔质轴承的性能是否满足要求。但是，这会导致需要耗费大量人力和物力，并且，由于多孔质轴承的尺寸较小，改变其整体结构的操作较为不便。
为了解决上述问题，如图1至图5所示，本发明首先提供一种提高多孔质轴承性能的方法，该方法能够在不改变多孔质轴承的整体结构的情况下，通过CFD软件方便地找到多孔质轴承的最佳渗透率，以该最佳渗透率指导多孔质轴承的生产过程，相比于在生产过程中基于生产结果进行调整，可以以更低的成本获得品质更佳的多孔质轴承。
如图1所示，多孔质轴承1用于回转支撑回转件2，回转件2设有用于安装多孔质轴承1的环形槽。对多孔质轴承1供给气体后，气体经过多孔质轴承1后会均匀喷射开，并在多孔质轴承1与环形槽的内壁之间的间隙处形成气膜12，气膜12用于支撑并润滑回转件2，以保证回转件2能够绕其回转轴线L旋转。定义多孔质轴承1的轴线以及回转件2的回转轴线L沿±X轴方向延伸，垂直于多孔质轴承1的轴线以及回转件2的回转轴线L的方向为±Y轴方向。
如图4所示，具体地，提高多孔质轴承性能的方法包括：
建立多孔质轴承1的三维模型，对三维模型进行网格划分；
将网格划分得到的数据导入至CFD软件；
在CFD软件内设定标准承载力范围及标准刚度范围；
在CFD软件内输入多孔质轴承1的初始渗透率K0；
通过CFD软件计算多孔质轴承1的气浮面11的承载力和刚度，并将计算所得的承载力及刚度分别与标准承载力范围及标准刚度范围进行比对；
当计算所得的承载力及刚度均在对应的范围时，输出初始渗透率K0；否则，当计算所得的承载力及刚度中任一者超出对应的范围时，在CFD软件内调整初始渗透率K0，直至计算所得的承载力及刚度均在对应的范围，输出当前的渗透率。
由于气体在多孔质材料中的流动一般遵守达西定律，即：，其中，/>为气体在多孔质材料中的平均速度向量，/>为气体在多孔质材料中的压力函数，K为多孔质材料渗透率，μ为气体粘度；由此可知，在气体粘度不变的情况下，改变多孔质轴承1的渗透率，就能够改变气浮面11的速度场及压力场，从而改变多孔质轴承1的性能。其中，多孔质轴承1的渗透率与多孔质轴承1的孔隙度、液体渗透方向上孔隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，而与在介质中运动的流体性质无关。
因此，在本发明提供的提高多孔质轴承性能的方法中，用户能够在计算机上建立一个多孔质轴承1的三维模型，并将该三维模型网格划分后的数据导入CFD软件中；将设定的初始渗透率K0输入至CFD软件中，并根据多孔质轴承1的实际工况在CFD软件内设定标准承载力范围及标准刚度范围；最后，通过CFD软件计算多孔质轴承1的气浮面11在该初始渗透率K0下的承载力和刚度。当计算所得的承载力及刚度均在标准范围内，则表示在初始渗透率K0下多孔质轴承1的性能已满足要求，不需要再进一步提升，并输出初始渗透率K0，通过初始渗透率K0来生产多孔质轴承1。
当计算所得的承载力及刚度中的任意一者不在标准范围内时，表示在初始渗透率K0下多孔质轴承1的性能不满足要求，需要进一步提升；此时，通过在CFD软件内将渗透率从初始渗透率K0调整为其他数值，并再次通过CFD软件计算多孔质轴承1的气浮面11在当前渗透率下的承载力和刚度。当计算所得的承载力及刚度均在标准范围内时，表示在当前渗透率下多孔质轴承1的性能已满足要求，不需要再进一步提升，并输出当前渗透率，通过当前渗透率来生产多孔质轴承1。当计算所得的承载力及刚度中的任意一者依旧不在标准范围内时，表示在当前渗透率下多孔质轴承1的性能依旧不满足要求，需要再次在CFD软件内对输入的渗透率进行调整，直至计算所得的承载力及刚度均在标准范围内位置。
这样，就能够通过CFD软件方便地找到出满足多孔质轴承1的性能的最佳渗透率，并通过该渗透率的计算结果来指导多孔质轴承1的生产，以提升多孔质轴承1的性能，提高产品的合格率，实现了多孔质轴承1设计并提升性能过程的参数化和程序化。同时，这种预先计算渗透率的方法，相比于边生产边更改设计方案以满足设计要求的方式，能够缩短生产周期，节约由于更改设计方案而产生的非必要成本，避免耗费大量的人力和物力，提升多孔质轴承1的设计和生产效率。
其中，可以先将网格划分得到的数据导入至CFD软件，也可以先在CFD软件内设定标准承载力范围及标准刚度范围，或者先在CFD软件内输入多孔质轴承1的初始渗透率K0；实际的操作顺序能够根据需要进行调换，只要能够在CFD软件内计算多孔质轴承1的气浮面11的承载力和刚度，并将计算所得的承载力及刚度分别与标准承载力范围及标准刚度范围进行比对即可，本发明实施例在此不做具体限制。
具体地，建立多孔质轴承1的三维模型，将三维模型进行网格划分包括：测量试制的多孔质轴承1的尺寸参数，根据尺寸参数建立多孔质轴承1的三维模型；将三维模型导入mesh软件，采用扫掠的方法将三维模型进行网格划分，使得多孔质轴承1的气膜12被划分为5层至15层，优选为10层。其中，测量多孔质轴承1的尺寸参数包括多孔质轴承1本体的内径、外径、长度，多孔质轴承1内供气体流动的孔隙的位置、数量、直径、深度，气膜12的内径、外径、厚度等。
以试制的多孔质轴承1为基础来优化多孔质轴承1的性能，使得通过CFD软件计算得到的数据更加切合实际需求，并且还能够简化建立三维模型的时间，从而提升多孔质轴承1的设计和生产效率。由于网格尺寸越小，生成的网格质量越高，得到的数据更精确，但是网格数量也会相应增加，从而导致计算效率降低，因此，将多孔质轴承1的气膜12划分为5层至15层，能够在保证生成的网格质量及数据精度的同时，避免网格数量过多而降低计算效率。
在CFD软件内输入多孔质轴承1的初始渗透率K0后，还包括步骤：在CFD软件中，将多孔质轴承1结构的流体区域设置为多孔介质区域，将黏滞阻力设置为渗透率，将数学模型设置为层流模型，并设置出入口边界条件和壁面函数。在CFD软件中设置求解器算法，将压力-速度耦合方式设置为简单模式，压力变量设置为标准离散，动量设置为二阶迎风格式方式离散。通过在CFD软件中设置合理、正确的条件和参数，使得CFD软件能够计算得到多孔质轴承1在当前渗透率下承载力和刚度的准确结果。
其中，多孔介质区域为CFD软件中的Porous Zone，黏滞阻力为CFD软件中的Viscous Resistance，简单模式为CFD软件中的simple，标准离散为CFD软件中的standard，二阶迎风格式为CFD软件中的second order upwind。出入口边界条件包括压力入口、压力出口、周期边界条件等，出入口边界条件参数以及壁面函数与多孔质轴承1的实际工况有关，本发明实施例在此不做具体限制。
通过CFD软件计算多孔质轴承1的气浮面11的承载力和刚度包括：通过CFD软件计算多孔质轴承1的气浮面11的压力场分布，根据压力场分布，通过积分计算气浮面11的承载力，根据气浮面11的承载力，通过中心差分计算气浮面11的刚度。通过这种方式计算所得的多孔质轴承1的气浮面11的承载力和刚度的结果较为准确。
如图1所示，由于气浮面11的承载力和刚度还与气膜12的厚度有关，因此，提高多孔质轴承性能的方法还包括：多次调整多孔质轴承1的气膜12厚度，并计算气浮面11在不同厚度的气膜12下的承载力，根据不同厚度的气膜12下的承载力计算气浮面11的刚度，并获取计算所得的承载力和刚度在最佳状态下的气膜12的厚度。如果在计算所得的承载力和刚度均在标准范围内之后进行该步骤，就能够将多孔质轴承1在最优渗透率的状态下进一步提升多孔质轴承1的性能。如果在计算所得的承载力及刚度中任一者超出对应的范围之后进行该步骤，则可能会出现调整气膜12的厚度之后承载力和刚度达到标准范围内的情况，这样就能够直接输出当前的渗透率，而不需要进行后续步骤，从而能够简化操作步骤，提升多孔质轴承1的设计和生产效率。
如图1所示，在图示的实施方式中，气浮面11包括垂直于多孔质轴承1的轴向的第一气浮面111和第二气浮面112，以及平行于多孔质轴承1的轴向的第三气浮面113。即第一气浮面111和第二气浮面112平行于±Y轴方向，第三气浮面113平行于±X轴方向。在CFD软件内输入多孔质轴承1的初始渗透率K0后，分别计算第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113的承载力和刚度，并分别与标准承载力范围及标准刚度范围进行比对。将第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113分开比对，使得第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113的承载力及刚度均在标准范围内，从而能够进一步提升该多孔质轴承1的性能，提高多孔质轴承1的产品合格率。
当然，在其他实施方式中，也可以根据实际需要只比对一个平行于±Y轴方向的气浮面11和一个平行于±X轴方向的气浮面11，或者，还可以只比对单一方向的气浮面11，只要能够提升多孔质轴承1的性能即可，本发明实施例在此不做具体限制。
如图5所示，当计算所得的第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113的承载力和刚度均超出对应的范围时，对第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113对应的渗透率做相同调整。再次分别计算第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113的承载力和刚度，并分别与标准承载力范围及标准刚度范围进行比对。当计算所得的第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113的承载力和刚度均在标准范围内时，输出当前渗透率。当计算所得的第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113的承载力和刚度依旧均超出对应的范围时，对第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113对应的渗透率再次做相同调整，直至至少有一个气浮面11的承载力和刚度在标准范围内时，进入下一步骤。
当三个气浮面11的承载力及刚度均超出对应的范围时，不做具体分析是哪个气浮面11的设定问题，而直接对三个气浮面11的渗透率做相同的调整，直至至少其中一个气浮面11的渗透率满足要求，这样能够更加快速地找到适当的渗透率，简化调整步骤，避免进行太多次复杂的运算，提升多孔质轴承1的设计和生产效率。
当计算所得的第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113的承载力和刚度中一个或两个气浮面11的承载力和刚度不在标准范围内时，在CFD软件内：
根据公式：调整第一气浮面111对应的渗透率；
根据公式：调整第二气浮面112对应的渗透率；
根据公式：调整第三气浮面113对应的渗透率；
即在CFD软件中输入矩阵：
。
其中，a1、a2、a3分别为第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113对应的渗透系数，渗透系数是流体通过多孔质轴承1的孔隙的难易程度；Kn为调整前的渗透率，Kn+1为调整后的渗透率；将不在标准范围内的气浮面11对应的渗透系数的数值调整为大于1，将在标准范围内的气浮面11对应的渗透系数的数值调整为小于或等于1。
对承载力和刚度超出标准范围的气浮面对应渗透系数赋值为大于1，并对承载力和刚度已经落入标准范围的气浮面的渗透系数赋值为小于或等于1，并利用公式重新计算渗透系数调整后的渗透率。这样，就能够根据公式对多孔质轴承1的渗透率进行微调，使得之前已经在标准范围内的气浮面11在微调后依旧能够在标准范围内，而之前不在标准范围内的气浮面11也能够在微调后靠近或达到标准范围；与此同时，渗透率调整公式中，是以前一次渗透率为调整的基础，这样可以更加快速地计算得到合适的渗透率并输出。
如图2至图3所示，图2为多孔质轴承1在调整前的渗透率，以计算所得的第三气浮面113的承载力和刚度不在标准范围内，第一气浮面111、第二气浮面112的承载力和刚度在标准范围内为例，此时，需要将第一气浮面111、第二气浮面112及第三气浮面113对应的渗透系数调整为a3>1≧a1≧a2。图3为多孔质轴承1在调整后的渗透率，图示的箭头越长代表渗透率越大，气体在多孔质轴承1中的流速越快。
如图1所示，本发明还提供一种多孔质轴承1，包括应用上述的提高多孔质轴承性能的方法生产的轴套。通过上述方法生产的轴套能够保证该多孔质轴承1的性能，提高产品的合格率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出当干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种提高多孔质轴承性能的方法，其特征在于，包括：
建立多孔质轴承（1）的三维模型，对所述三维模型进行网格划分；
将网格划分得到的数据导入至CFD软件；
在所述CFD软件内设定标准承载力范围及标准刚度范围；
在所述CFD软件内输入所述多孔质轴承（1）的初始渗透率K0；
通过所述CFD软件计算所述多孔质轴承（1）的气浮面（11）的承载力和刚度，并将计算所得的承载力及刚度分别与所述标准承载力范围及所述标准刚度范围进行比对；
当计算所得的承载力及刚度均在对应的范围时，输出初始渗透率K0；否则，当计算所得的承载力及刚度中任一者超出对应的范围时，在所述CFD软件内调整初始渗透率K0，直至计算所得的承载力及刚度均在对应的范围，输出当前的渗透率。
2.根据权利要求1所述的提高多孔质轴承性能的方法，其特征在于，所述气浮面（11）包括垂直于所述多孔质轴承（1）的轴向的第一气浮面（111）和第二气浮面（112），以及平行于所述多孔质轴承（1）的轴向的第三气浮面（113）；
在所述CFD软件内输入所述多孔质轴承（1）的初始渗透率K0后，分别计算所述第一气浮面（111）、所述第二气浮面（112）及所述第三气浮面（113）的承载力和刚度，并分别与所述标准承载力范围及所述标准刚度范围进行比对。
3.根据权利要求2所述的提高多孔质轴承性能的方法，其特征在于，当计算所得的所述第一气浮面（111）、所述第二气浮面（112）及所述第三气浮面（113）的承载力和刚度均超出对应的范围时，对所述第一气浮面（111）、所述第二气浮面（112）及所述第三气浮面（113）对应的渗透率做相同调整。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的提高多孔质轴承性能的方法，其特征在于，当计算所得的所述第一气浮面（111）、所述第二气浮面（112）及所述第三气浮面（113）的承载力和刚度中一个或两个所述气浮面（11）的承载力和刚度不在标准范围内时，在所述CFD软件内：
根据公式： 调整所述第一气浮面（111）对应的渗透率；
根据公式：调整所述第二气浮面（112）对应的渗透率；
根据公式：调整所述第三气浮面（113）对应的渗透率；
其中，a1、a2、a3分别为所述第一气浮面（111）、所述第二气浮面（112）及所述第三气浮面（113）对应的渗透系数，Kn为调整前的渗透率，Kn+1为调整后的渗透率；
将不在标准范围内的所述气浮面（11）对应的所述渗透系数的数值调整为大于1，将在标准范围内的所述气浮面（11）对应的所述渗透系数的数值调整为小于或等于1。
5.根据权利要求1所述的提高多孔质轴承性能的方法，其特征在于，通过所述CFD软件计算所述多孔质轴承（1）的气浮面（11）的承载力和刚度包括：
通过所述CFD软件计算所述多孔质轴承（1）的所述气浮面（11）的压力场分布，根据所述压力场分布，通过积分计算所述气浮面（11）的承载力，根据所述气浮面（11）的承载力，通过中心差分计算所述气浮面（11）的刚度。
6.根据权利要求1所述的提高多孔质轴承性能的方法，其特征在于，多次调整所述多孔质轴承（1）的气膜（12）厚度，并计算所述气浮面（11）在不同厚度的所述气膜（12）下的承载力，根据不同厚度的所述气膜（12）下的承载力计算所述气浮面（11）的刚度，并获取计算所得的承载力和刚度在最佳状态下的所述气膜（12）的厚度。
7.根据权利要求1所述的提高多孔质轴承性能的方法，其特征在于，建立多孔质轴承（1）的三维模型包括：
测量试制的多孔质轴承（1）的尺寸参数，根据所述尺寸参数建立所述多孔质轴承（1）的三维模型。
8.根据权利要求1所述的提高多孔质轴承性能的方法，其特征在于，将所述三维模型进行网格划分包括：
将所述三维模型导入mesh软件，采用扫掠的方法将所述三维模型进行网格划分，使得所述多孔质轴承（1）的气膜（12）被划分为5层至15层。
9.根据权利要求1所述的提高多孔质轴承性能的方法，其特征在于，在所述CFD软件内输入所述多孔质轴承（1）的初始渗透率K0后，还包括步骤：
在CFD软件中，将所述多孔质轴承（1）结构的流体区域设置为多孔介质区域，将黏滞阻力设置为渗透率，将数学模型设置为层流模型，并设置出入口边界条件和壁面函数；
在所述CFD软件中设置求解器算法，将压力-速度耦合方式设置为简单模式，压力变量设置为标准离散，动量设置为二阶迎风格式方式离散。
10.一种多孔质轴承，其特征在于，包括应用如权利要求1至权利要求9任一项所述的提高多孔质轴承性能的方法生产的轴套。
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