硅基超短微转子系统动力学分析和不平衡量试验测量方法研究

发布时间：2024-05-21 23:01

　　以基于微型静压气体轴承系统支承的硅基超短微转子为研究对象,充分考虑微尺度下稀薄气体效应的影响,建立了微型静压径向气体轴承的气体动力学模型。开展了不平衡量影响下的微转子-气体轴承系统动力学的建模和动力特性研究,分析并掌握了微转子不平衡量与微转子动力学响应、微型静压气体轴承供气特性之间的内在联系,提出了一种基于共振原理和反推原理的超短微转子不平衡量分析和测量方法,解决了常规不平衡量测量方法中存在的传感器安装和环境振动干扰等问题。

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【部分图文】：

图1三层硅片结构的微转子-气体轴承系统横截面示意图

本文所研究的硅基超短微转子-气体轴承系统的结构如图1所示。其中，微转子半径R、长度L和气体轴承初始间隙h，分别为1000μm、100μm和10μm量级。其微型径向气体轴承通道内的气体流动包含由压差所产生的轴向流和切向流，以及由微转子旋转带动所产生的切向流，如图2所示。由于工作状....

图2微型气体轴承通道流动状态示意图

图1三层硅片结构的微转子-气体轴承系统横截面示意图(1)压差导致的轴向流

图3微型径向气体轴承基本结构

微型径向气体轴承的基本结构及参数如图3所示。其中，B为轴承几何中心，O为转子中心，C为转子质心，ε为偏心位移，a为不平衡量，hb0为轴承几何中心与转子中心重合时的轴承初始间隙，hb(θ)=hb0-εcosθ为偏心状态下的轴承间隙。本文所研究的径向静压气体轴承采用中部气缝供气，其横....

图4微型径向气体轴承横截面结构示意

图3微型径向气体轴承基本结构采用Liu等[8]提出的超短微型静压径向气体轴承分析模型，对微型径向气体轴承的力学性能进行分析。该分析模型将微型气体轴承的作用力分为由外部供给的高压气流所产生的静压力Fhs，由微转子高速旋转带动气流运动产生的动压力Fhd，以及由微转子平动导致的阻尼力....

本文编号：3980045