小孔節(jié)流靜壓氣浮軸承-轉子系統(tǒng)動力學特性研究.pdf

1、靜壓氣浮軸承是氣體軸承的常見形式之一，靜壓氣浮潤滑軸承由于運轉速度高、回轉精度高、潤滑潔凈環(huán)保等優(yōu)點，逐漸被廣泛應用于精密行業(yè)、低溫壓縮行業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)、核工業(yè)、航空航天等領域。但是靜壓氣體軸承轉子系統(tǒng)在外界激勵作用下容易產生振動問題，當轉子轉速達到系統(tǒng)的固有頻率發(fā)生共振時，易使軸頸與軸承接觸，從而影響設備的安全可靠的運行，甚至會出現(xiàn)嚴重的抱軸事故。
　　為改善氣體軸承的性能，提高氣浮軸承轉子系統(tǒng)的安全性、可靠性，本文

2、進行了如下研究工作：
　　首先，本文在綜述了國內、外氣體靜壓軸承的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀的基礎上對氣體靜壓軸承基本原理進行了概述，根據小孔節(jié)流靜壓氣浮軸承的工作狀況，作了若干假設，在此基礎上導出了描述氣膜壓力場的二維可壓縮Reynolds方程。通過有限差分將該方程離散化，將氣體潤滑問題表達為一組非線性方程組，并采用Newton迭代進行求解，為了改善求解效率，采用超松弛迭代進行求解。然后編制了軸承的節(jié)點壓力數組及承載力、靜剛度、氣體質量

3、流量等靜態(tài)性能指標的計算程序，最后對計算結果進行了詳細的理論分析。結果表明基于有限差分法的氣體靜壓軸承的數值計算具有計算速度較快，方法簡單，易于實現(xiàn)的優(yōu)點。
　　其次，采用有限元方法建立某透平膨脹機轉子-小孔節(jié)流靜壓氣浮軸承系統(tǒng)動力學模型，形成剛度矩陣和質量矩陣，采用Newmark方法進行求解氣浮軸承支撐的軸承-轉子系統(tǒng)的突加不平衡響應，得出了激勵力對轉子穩(wěn)態(tài)不平衡響應的影響。最后，對小孔節(jié)流靜壓氣浮軸承進行了試驗研究。對試驗裝置