异形节流腔动静压气浮轴承承载特性.pdf

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1、2013年7月润滑与密封July2013第38卷第7期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．38No．7DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．07．009异形节流腔动静压气浮轴承承载特性郝艾鹏贾玉红(北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191)摘要：采用有限体积法研究三自由度异形节流腔气浮轴承的承载特性。通过对三自由度异形节流腔气浮轴承内部流场的仿真分析，探讨轴承转速与供气压力对气浮轴承承载特性的影响，并就承载特性与常规节流腔结构气浮轴承进行对比。结果表明，三自由

2、度异形节流腔气浮轴承的承载特性与供气压力及轴承转速呈非线性关系，为使轴承承载能力处于最优值，应将供气压力与轴承转速做出限定；采用异形节流腔结构，较常规节流腔结构，在相同工况条件下，可显著提升气浮轴承的承载能力，说明三自由度异形节流腔气浮轴承拥有更加优异的承载能力。关键词：气体润滑；节流腔；气浮轴承；承载能力中图分类号：TH133．35文献标识码：A文章编号：0254—0150(2013)7—041—5BearingCharacteristicsofDynamicandStaticPressureAirBearing

3、withSpecial·shapedThrottlingCavityHaoAipengJiaYuhong(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeringUniversityofAeronauticsandAstronautics，Bering100191，China)Abstract：Thefinitevolumemethodwasusedtostudythebearingcharacteristicsoftheairbeatingwiththreedegreeoffr

4、eedomspecial·shapedthrottlingcavity．Basedontheinternalflowfieldsimulationanalysis，theeffectofrotatingspeedandgaspressureonthebearingcharacteristicsofairbearingwasdiscussed，andthecarryingcapacityoftheairbearingwithspecial—shapedthrottlingcavityandconventionalth

5、rottlingcavitywascompared．Theresultsshowthatthecarryingcapacityoftheairbearingwiththreedegreeoffreedomspecial—shapedthrottlingcavityhasanonlinearrelationshipwithgaspressureandrotatingspeed，inordertogettheoptimalvalueofcarryingcapacity，thegassupplypressureandbe

6、aringspeedshouldbelimited．Comparedwiththeconventionalthrottlingcavitystructure，thespecial-shapedthrottlingcavitystructurecanimprovethecarryingcapacityofairbeating．Keywords：gaslubrication；throttlingcavity；airbearing；carryingcapacity传统的动静压气浮轴承，在结构设计研究方面，于其在运行过程中

7、具有显著的非线性特性，导致其设主要集中在动压槽的结构类型与参数的选取。动压计理论尚不完善，对于其所具有的承载特性尚有待进槽的结构类型通常采用阶梯面、旋转槽、人字槽等结一步研究。构形式4。，它们有一共同特点，即均为槽深固定不本文作者采用基于有限体积法的数值仿真技变的均匀槽。其结构理论分析较为全面，设计方法也，对具有异性节流腔结构的三自由度球面动静较为成熟。随着动静压气浮轴承的广泛应用，对其性压气浮轴承进行研究，通过建立相应的数学模型，探能有了更高的要求。目前，对轴承性能的探索依然集究了改变转速及供气条件等参数对其承载

8、特性的影中在对传统轴承结构参数的优化设计上，而对于具有响；通过与常规结构的三自由度动静压球面气浮轴承的变腔深的异形节流腔结构的动静压轴承的研究报道尚对比，探究了变腔深的异形节流腔结构所具有的特点。不多见。变腔深的异形节流腔结构的动静压轴承，由1建模与网格划分对动静压气浮轴承的特性分析，传统的模拟计算通常采用的是有限元法，这种方法主要通过保角变基金项目：北京市