錐面螺旋槽氣體動壓軸承動態(tài)特性研究.pdf

1、氣體軸承作為一種以氣體為潤滑介質(zhì)的新型滑動軸承，具有結(jié)構(gòu)緊湊、回轉(zhuǎn)精度高、摩擦功耗小、振動小、零污染、極高轉(zhuǎn)速下摩擦熱低、極低運動速度時無爬行、可在小擾動條件下穩(wěn)定工作等一系列優(yōu)點，在精密工程、超精密工程、微細(xì)工程、空間技術(shù)、電子精密儀器、醫(yī)療器械及核工程等領(lǐng)域中有著十分廣闊的應(yīng)用前景。但氣體軸承也有其不足之處，如承載能力較低、氣膜剛度小，另外，當(dāng)氣體軸承達(dá)到足夠高的轉(zhuǎn)速時，軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)將會出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，由此產(chǎn)生自激振動，阻礙了氣體軸承

2、的廣泛應(yīng)用。
　　本文針對氣體動壓軸承的承載性能、動態(tài)特性以及軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了深入的分析與研究，并對氣體動壓軸承的動態(tài)特性進(jìn)行了試驗研究，驗證了理論分析的正確性。
　　首先，以錐面螺旋槽氣體動壓軸承為研究對象，研究軸承轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)流體的非線性動力潤滑特性。以計算流體力學(xué)和氣體潤滑理論為基礎(chǔ)，利用流體運動方程、連續(xù)方程和氣體的狀態(tài)方程，建立含有對時間偏導(dǎo)數(shù)的氣體潤滑瞬態(tài)Reynolds方程。
　　其次，采用微分幾

3、何變換的方法，將穩(wěn)態(tài)條件下的氣體潤滑瞬態(tài)Reynolds方程的求解域進(jìn)坐標(biāo)行轉(zhuǎn)換。利用五點差分法對線性方程組進(jìn)行數(shù)值計算，采用超松弛迭代的方法，通過VC6.0和MATLAB編程計算軸承轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)的壓力分布，揭示軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)變化對軸承穩(wěn)態(tài)氣膜壓力分布、軸向和徑向承載能力等的影響規(guī)律。在求解氣體動壓軸承穩(wěn)態(tài)氣膜壓力分布的基礎(chǔ)上，采用VC6.0計算非穩(wěn)態(tài)氣膜力、氣膜的剛度和阻尼系數(shù)，研究軸承轉(zhuǎn)子擾動對軸承的動態(tài)剛度和動態(tài)阻尼的影響規(guī)