動靜壓氣體軸承動態(tài)特性與穩(wěn)定性的試驗研究.pdf

1、氣體軸承結(jié)構(gòu)緊湊、回轉(zhuǎn)精度高、摩擦小、轉(zhuǎn)速高、壽命長，但當(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，阻礙了氣體軸承的廣泛應(yīng)用。并且在工程實際應(yīng)用中，缺乏有效的試驗研究，眾多試驗現(xiàn)象并未很好解釋，一些試驗測量與理論計算偏差過大，未能揭示軸頸擾動對氣體軸承動態(tài)特性和穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　本文以球面動靜壓氣體軸承為研究對象，通過數(shù)值方法對氣體軸承穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測。建立動靜壓氣體軸承動態(tài)特性和穩(wěn)定性試驗系統(tǒng)，探索氣體軸承動

2、態(tài)非線性動態(tài)特性系數(shù)的識別方法，研究氣體軸承動態(tài)非線性動力學(xué)行為與穩(wěn)定性，提高氣體軸承的動態(tài)穩(wěn)定性。
　　建立動靜壓氣體軸承動態(tài)特性和穩(wěn)定性試驗系統(tǒng)。試驗系統(tǒng)主要由軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)五大部分組成。對各個系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計、校核，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子的動態(tài)加載，數(shù)據(jù)的實時采集和處理分析，同時得到動態(tài)特性系數(shù)和軸承在失穩(wěn)過程中的非線性行為特征。
　　進(jìn)行試驗測試與數(shù)據(jù)計算分析，研究轉(zhuǎn)速、供氣壓力、擾動頻

3、率對動態(tài)非線性動態(tài)特性系數(shù)的影響規(guī)律。實驗中采用2個電磁激振器對轉(zhuǎn)子施加相位差為90o、同頻率、同振幅的簡諧激振力。電渦位移傳感器測量出轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)速和供氣壓力的振動位移。采用最小二乘法對激振力和測得的位移響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算軸承的動態(tài)剛度和阻尼系數(shù)。分析轉(zhuǎn)速、供氣壓力和外部擾動頻率對球面動靜壓氣體軸承動態(tài)剛度系數(shù) Kee、Keθ、Kθe、Kθθ和動態(tài)阻尼系數(shù) Bee、Beθ、Bθe、Bθθ的影響規(guī)律。
　　從升速過程中時域圖、