两种不同锥腔结构的静压气体轴承性能研究.pdf

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1、!"#$年%月机床与液压'789!"#$第&%卷第$期'()*+,-.//01*234(50+)6:;<9&%,;9$!"#!#"=%>?>@A9BCCD9#""#E%FF#9!"#$9"$9""!两种不同锥腔结构的静压气体轴承性能研究孙昂!马文琦"大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院!辽宁大连##?"!?$摘要!为研究高承载'高刚性锥腔气体轴承流场特性&建立供气孔和轴承间隙组成的完整气体轴承流场&采用层流和分段湍流模式计算不同间隙下中心进气锥腔气体轴承的压力分布曲线&计算与试验测试结果基本吻合(承载

2、力测试的结果表明这种锥腔轴承具有较高承载力&但气腔容积较大(在此基础上提出了环形进气锥腔气体轴承&计算结果表明!改进后的气体轴承承载力较高&气腔容积大大减小&稳定性提高(关键词!气体轴承#惯性力#锥腔中图分类号!.*#%%9%$RR文献标志码!(RR文章编号!#""#E%FF#"!"#$#$E""$E&7)2832*,4-)%.E:?38$)235.,.&-F,59),2&4<538>A3!&88)2)4.>,G)2):H=,*1)2%.2E-.E2)65,(DJ&'(SNDIB".87DC[;8Q7Q

3、B;D-IYB[HNDQC7DP/MN7D-DJBDNN8BDJ);<

4、<7HBD78X<;KH;PN<7DP7CNMQB;D7

5、X<;7PPNH;DCQ87QNCBQCOBJO<;7PM7[7MBQZ&O;KN]N8BQO7CWBJJ7CM7]BQZ=/DQON7W;]NW7CBC7MB8MY<788BDJJ7CCY[[

6、8N7CBDJ=@)?A32:5!T7CWN78BDJ#+DN8QB7X;8MN#.7[N8NPMO7HWN8!"前言气体轴承具有摩擦功耗低精度高的优点&应用于精密测量设备和高速旋转机械(常用的环面节流气体轴承稳定性好&但刚度和承载能力小#小孔节流气体轴承刚度和承载能力大&但由于存在凹穴稳定性差(锥腔气体轴承承载力和刚度都比较高&且)#*稳定性好(#>?&年日本学者*(45/'通过实验证明带有固定锥形腔结构的圆盘静压气体轴承更适于在较高压力下工作&入口区压力下降幅度相对减小&提高了气体轴承承载力和刚度(

7、锥腔轴承由于锥腔的存在&绝大部分间隙下流动将分为如图#所示的%个区域!"#$进气孔区&在这个区域气流从滞止状态很快加速到气膜间隙入口#图#R锥腔轴承压力分布曲线"!$入口区&在这个区域惯性力和黏性力同样RR采用雷诺润滑方程无法计算入口区的压力下降及重要&压力表现为首先下降然后回升再下降#)!*回升&为了对轴承的压力进行计算&:/*4最早给出"%$气流充分发展区&在这个区域黏性力占主)%*不可压流的压力损失计算公式(此后*(T-4对经验导作用&速度分布为抛物线(这个区域占据实际轴公式进行了修正(这种方法虽

8、然对设计来说比较方便&承的大部分区域(收稿日期!!"#&E"#E!G基金项目!国家自然科学基金项目"$#"G$"&F$#中央高校基本科研业务费资助项目"%#%!"#&"?$$作者简介!孙昂"#>G"%$&女&博士研究生&副教授&主要从事气体润滑技术及气压传动与控制等研究(-EH7B>!年b(