液体静压导轨具有精度高、摩擦系数小、稳定性好等诸多优点,在大、重型机床以及精密机床中都得到广泛的应用。迷宫密封是一种结构简单、维护方便、性能可靠的非接触式密封结构,主要应用于离心泵、汽轮机、航空发动机等旋转机械中。为了提高静压支撑工作台的加工精度和稳定性,保证机床的加工质量,对油腔进行结构创新,研究直通迷宫密封特性及其对液体静压导轨静动态特性的影响。本文的研究内容主要由下述四部分组成:(1)详细分析了液体静压支承系统和直通迷宫密封的工作原理。为改善静压支承导轨的静态和动态性能,结合两者的工作原理及共同特性,在不改变静压支撑油腔承载面几何参数的条件下,提出在油腔封油边上应用直通式迷宫密封的方案。(2)分析影响直通迷宫密封型封油边泄漏的主要因素,利用CFD方法对封油边迷宫密封的内部流场行仿真分析。采用可实现的k-ε湍流模型对Fluent求解器进行求解,得到油腔油膜静压分布情况和润滑油流场流速分布规律。对具有不同间隙宽度(油膜厚度)、槽数(腔数)、槽深(腔深)和压差的迷宫密封进行仿真,并对所得数据进行对比分析。结果表明:间隙宽度、槽的数目以及槽的结构尺寸对直通迷宫密封的性能有重要影响。(3)基于三控体理论,参考现有的环形液体迷宫密封的动力学特性分析方法,推导出静压支撑油腔封油边上平面方向的直通迷宫密封的分析及求解方法。建立并推导出表征密封流动特性的控制方程,定义无量纲参数进而将方程无量纲化。采用摄动法求解方程,由零阶无量纲方程求出定常流场,继而求解一阶无量纲方程。将数值计算结果与Fluent仿真结果进行对比,验证所建立模型的可靠性和准确性,为平面直通迷宫式密封的数值求解提供了理论依据。(4)直通迷宫密封在液体静压支撑油腔封油边上的应用,会对静压导轨的整体静动态性能产生影响。从闭式液体静压导轨的静态及动态方程出发,将液体静压导轨的承载能力、静刚度、功率损失作为其静态性能指标,固有频率、调整时间、动刚度作为其动态性能指标,研究设计参数如封油边宽度、油膜厚度、油液动力粘度等,对液体静压导轨特性的影响规律。创造性的将直通迷宫密封应用于液体静压支撑油腔封油边上,拓展了迷宫密封的应用范围,提高了静压支撑的静动态性能,具有很高的实用价值。