气体轴承的静动特性研究

发布时间：2020-04-14 16:58

【摘要】： 气体润滑轴承以高精度、无摩擦等独特优点在超精密加工及超精密检测领域得到了广泛的应用。由于动压气体轴承的动态特性直接影响相应转子的动力学行为,而且气体轴承的动态特性可以用其气膜的动态刚度系数和动态阻尼系数来表征,对于以气体轴承为支承的转子,这些系数可以用于转子的临界转速或不平衡响应的计算以及转子的稳定性分析,所以本文以静压气体径向轴承的静态特性为基础,深入研究了气体润滑径向轴承的静动态特性。 本文的主要研究内容如下: (1)建立可压缩静压气体径向轴承的稳态数学模型,使用MATLAB PDE工具箱来求解静态气体润滑模型,并将计算结果与其他方法进行对比,从而验证本文所提出的方法的可行性。 (2)以静态气体润滑模型为基础,推导出动态Reynolds方程和动压气体径向轴承动态刚度和动态阻尼系数的计算方法,并分析扰动频率对动压气体轴承动态特性的影响。 以上研究结果极大地丰富了气体润滑轴承的设计和制造理论,不仅对高速电主轴的设计、维护和维修提供了理论基础,而且可以帮助研究人员更好地分析动压气体轴承的临界转速和转子的稳定性。
【图文】：

静压气体轴承工作原理

图 2-2 静压气体轴承示意图Fig.2-2 Schematic of aerostatic bearing对于推力轴承，其不同于径向轴承的特点是，其间隙在节流孔处总是一致的。作为载荷函数的间隙与载荷之间的关系不是线性的。因此，不仅需要考虑轴承的承载能力，而且还要考虑它的刚性，即要考虑随间隙而变的承载能力的变化率。总之，空气静压轴承是以压缩空气通过节流器进入轴承间隙形成压力气膜来起支承作用。空气从储气槽经节流器进入轴和轴承之间的间隙，然后沿轴向或径向流至轴承外部，进入大气，这实际上是一个粘性流体运动的问题。因此，，静压轴承的设计计算需运用流体力学的理论来解决。静压气体轴承按其节流形式分为小孔节流轴承、缝隙节流轴承、多孔质节流轴承和表面节流轴承等[19]，其中多孔节流轴承是静压气体轴承的一种最一般、使用最广泛的形式。2.2 静压气体润滑的理论模型
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH133.3

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本文编号：2627505