5 / 2021-04-04 19:45:34

复合式气体动压轴承静动态承载特性分析

为克服传统波纹箔片气体轴承承载力和黏性阻尼不足的问题，本文通过引进金属橡胶，提出了一种新型复合式气体动压轴承，并详细分析了其静态、动态承载特性。第一，建立了复合式气体动压轴承的启动模型，分析了其在启动阶段的接触特性及承载特性；第二，提出了一种综合考虑气体稀薄效应、表面粗糙度效应及轴承端泄效应的静态承载模型，给出了该气体动压轴承最大偏心率的求解公式，并分析了气膜在全偏心率范围内静态及动态承载特性的变化规律；第三，基于修正的LuGre模型，建立了轴承结构刚度的理论模型，分析了复合式气体动压轴承结构刚度特性和考虑支承结构变形及部件间摩擦系数的静态承载和动态承载特性。结果表明：表面粗糙度、稀薄气体及轴承端部泄漏的耦合效应能显著降复合式气体动压轴承的气膜压力，并且气膜压力分布呈现一定的随机性。无量纲承载力随着轴承间隙的增大而减小，随着转速的增大而增大。主刚度系数和主阻尼系数显著大于对应的交叉刚度系数和交叉阻尼系数。采用动态滑动轴承方法所获得的动态系数均小于采用定滑动轴承动力特性系数的分析结果。