考虑惯性力的螺旋槽高速气体止推轴承的承载性能研究

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1、硕士学位论文考虑惯性力的螺旋槽高速气体止推轴承的承载性能研究RESEARCHONBEARINGPERFORMANCEOFHIGHSPEEDGASTHRUSTBEARINGWITHSPIRALGROOVEUNDERTHECONDITIONOFINERTIAFORCE杨晓威哈尔滨工业大学2016年12月万方数据国内图书分类号：TH133.37学校代码：10213国际图书分类号：621.8密级：公开工程硕士学位论文考虑惯性力的螺旋槽高速气体止推轴承的承载性能研究硕士研究生：杨晓威导师：杜建军副教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：深圳研究生院答辩日期

2、：2016年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据ClassifiedIndex:TH133.37U.D.C:621.7DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringRESEARCHONBEARINGPERFORMANCEOFHIGHSPEEDGASTHRUSTBEARINGWITHSPIRALGROOVEUNDERTHECONDITIONOFINERTIAFORCECandidate：XiaoweiYangSupervisor：AssociateProf.DuJianjunAcademicDegreeA

3、ppliedfor：Master’sofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要气体轴承以其无摩擦损耗、振动小、耐高低温、无污染等传统油润滑所不具备的优势应用在高速回转主轴、精密工程等领域。其中平面螺旋槽止推气体轴承由于承载能力高、结

4、构简单、稳定性好等优势被广泛的应用于高速低温的透平机械和微型高速轴承中。但是目前国内关于高速气体轴承的研究为了方便计算都会忽略惯性力项，轴承工作速度不高时忽略惯性力带来的误差不大，但是当转速达到一定程度时忽略惯性力会带来很大的误差，对研究以及生产带来很大误差，因此本文进行了轴承高速运转情况下考虑惯性力情况的理论研究，并对螺旋槽止推轴承进行实验探究。为了解决以上问题，本文在进行研究时推导考虑惯性力的气体雷诺方程，并对雷诺方程进行离散化处理后用Matlab编程，求解轴承和止推盘平行以及不平行情况下的的压力分布等静特性结果。并据此分析运转参数以及轴承相关结构

5、参数对轴承承载性能的具体影响趋势。针对气体轴承支承转子在高速情况下可能出现的失稳现象，将进行轴承的动特性以及稳定性研究。采用摄动法对轴向扰动以及角扰动共同作用下的考虑惯性力情况的动态雷诺方程的动态系数，用加权余量法对其进行离散化，并对其进行Matlab编程求解其动态刚度和动态阻尼系数，分析涡动比和轴承结构参数及运转参数对动特性的影响趋势。推导轴承稳定性的临界涡动比和临界质量趋势作为轴承稳定性的稳定性判据。本文进行了平面螺旋槽止推轴承静特性实验研究。设计了轴承结构尺寸及搭建相应的试验台，进行了平面螺旋槽止推轴承静态特性的研究，经过分析数据可以得出轴承参数

6、对轴承静特性的影响。关键词：螺旋槽止推轴承；惯性力；静特性；动特性；稳定性-I-万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractGasbearingshavethefollowingadvantages:nofrictionlosses,smallvibration,hightemperature,resistanceatbothhighandlowtemperature,nopollution.Soitiswidelyusedinthefieldofhighspeedspindle,precisionengineering,precisioni

7、nstruments,electronicspacetechnologyetc..Thespiralgroovethrustbearinghasbeenwidelyusedinhighspeedandlowtemperaturebearingbecauseofitshighbearingcapacityandgoodstability.Butthecurrentdomesticresearchonhigh-speedgasbearingignoretheinertiaforceinordertofacilitatethecalculation,work

8、ingspeedofthebearingisnothigh,theerrorcausedbyi