狭缝节流静压气体止推轴承性能研究

发布时间：2020-01-25 01:08

【摘要】：为研究狭缝节流气体止推轴承流场特性,利用运动方程、连续性方程及气体状态方程推导了流场的压力分布公式、质量流量公式和最佳刚度条件,并在一定的参数条件下计算了轴承的承载和刚度。理论分析和计算结果表明,在其他参数相同的条件下,轴承的承载力和质量流量随狭缝的宽度的增加而增加;随着狭缝深度的增加而减小;在其它结构参数相同的条件下,随着狭缝深度的增加,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加;随着狭缝宽度的减小,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加。
【图文】：

的承载力、刚度、流量的影响，同时利用理论公式计算狭缝节流气体止推轴承的承载力和刚度，得到轴承的承载力和刚度随狭缝深度和宽度的变化规律，为复杂形式的狭缝节流气体轴承计算奠定理论基矗1轴承结构及计算方法轴承采用连续狭缝结构，截面图形如图1所示。气体为黏性可压缩流体。狭缝的入口采用压力入流条件，在入口面上给定供气压力和温度。轴承出口面采用压力出流条件，在出口面上给定环境压力pa。壁面采用无滑移绝热固壁条件。将狭缝、气膜中的流动假设为等温间隙层流。图1狭缝节流止推轴承1.1狭缝流动计算气体通过狭缝的流动，可视为一维等温纯黏性流动。dpdy=－12μmaρz3(1)pρ=ＲT(2)式中:m为气体质量流量;ρ为密度;p为压力;a为狭缝周向长度;z为狭缝厚度;μ为气体黏性系数;Ｒ为气体常数;T为绝对温度。将式(2)代入式(1)并整理得pdp=－12μmＲTaz3dy(3)边界条件:狭缝入口压力为p0，狭缝出口压力为pd，狭缝深度为y，对式(3)沿狭缝深度方向积分，整理得m=(p20－p2d)az324μＲTy(4)1.2气膜间隙流动计算气体通过气膜间隙的流动，也视为一维等温纯黏性流动，气膜内向内流动的质量流量为m1，向外流动的质量流量为m2，，且m1+m2=m。控制方程分为如下两部分。dpdr=6μm1πrh3ρ(Ｒ3＜r≤Ｒ1)(5)dpdr=－6μm2πrh3ρ(Ｒ2≤r≤Ｒ3)(6)pρ=ＲT(7)将式(7)代入式(5)和(6)并整理得pdp=12μm1ＲTπh3drr(Ｒ3＜r≤Ｒ1)(8)pdp=12μm2ＲTπh3drr(Ｒ2≤r≤Ｒ3)(9)边界条件:气膜入口压力为pd，气膜出口压力为p0，对式(8)和(9)沿气膜径

令α=4yr1ri

本文编号：2572849