弹性支承箔片动压气体径向轴承的实验研究.pdf

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1、2010年6月润滑与密封June2010第35卷第6期LUBRICAr兀ONENGINEERINGVo1．35No．6DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．06．001弹性支承箔片动压气体径向轴承的实验研究侯予陈双涛陈汝刚赵红利陈纯正(西安交通大学能源与动力工程学院制冷与低温工程研究所陕西西安710049)摘要：对新型结构弹性支承箔片动压气体径向轴承进行试验研究，在高速透平膨胀机(主轴轴径D=25．0mm、转子总长l=250．5film、转子质量G=891g、额定工作转速1O．64×10r／min)上达到了转子转速14．8X10

2、r／min、超速40％的良好试验效果。对这种弹性支承箔片动压气体径向轴承的振动特性和稳定性进行试验研究。结果表明，该轴承具有优良的动态特性与稳定性，能有效抑制高速自激涡动的发展，在正确选择结构参数和表面处理方法后，有望替代目前在高速透平机械中广泛应用的静压气体轴承。关键词：气体轴承；动压气体轴承；箔片轴承中图分类号：TH117文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)6—001—4ExperimentalStudyontheCompliantFoilJournalBearingwithElasticSupportHouYuChenShuangta

3、oChenRugangZhaoHongliChenChunzheng(SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China)Abstract：Thecompliantfoiljournalbearing(CFB)withelasticsupportwasappliedtoahishspeedturbo·expander(thenominalworkingspeedisabout106400r／min，thejoumaldiameteris25．0m

4、lnandtherotormassis891g)．ItCansupporttherotorsteadilyrevolvingat14．8X10r／min，whichisoverspeed40％．Therotationcharacteristics，stabilityanddynamictestsofthiscompliantfoiljournalbearingwithelasticsupportwereconducted．ExperimentalresultsindicatethattheCFBpresentedhereoferspreferablesyst

5、emdynamicandstabilityperformanceandhasadequatedampingtoeffectivelyreducethepossibilityofself-excitedandfractionalfrequencywhir1．ItcanbeconfirmedthattheapplicationofthistypeofCFBtothehJghspeedturbomachineryisfeasible．Keywords：gasbearings；aerodynamicbearings；foilbearings随着航空航天、能源动力等领

6、域技术的发展，为黏性来提高其间隙内的气体压力，而使转子浮起，按了保持高速运转机械的稳定性和可靠性，对润滑技术其工作原理可分为静压气体轴承和动压气体轴承两也提出了越来越高的要求。当转子转速非常高、或相种。目前，国内外对静压气体轴承的研究、设计制造对运动速度很大时，如飞机涡轮发动机或微小型燃气已经成熟，并已经有了系列产品。但是，静压气体轴轮机，因为高速运动造成的摩擦使油温急速升高而不承需要一套供气系统，增加了装置的复杂性，还需要能形成有效的润滑膜，油轴承已经不能满足需要；当耗费一定量的压力气体，使其经济性和可用性降低。工作环境需要较高的纯净度时，例如氦液化装置、

7、空对于一些特定的场合，如燃气轮机、航空涡轮制冷间制冷机等用的透平机械，若采用油轴承，会对工作器、空间微型透平制冷机等，采用动压气体轴承已是环境造成污染。此时，就需要其他型式的轴承润滑方必然的选择。动压气体轴承可分为刚性表面动压气体式。由于磁轴承结构复杂、造价昂贵，限制了其推轴承和柔性表面动压气体轴承。目前应用最为广泛的广，故气体轴承成为较好的选择。气体轴承利用气体动压气体轴承是柔性表面动压气体轴承，也可称为弹性箔片轴承或箔片轴承(CompliantFoilBearing，简称CFB)⋯。近十年来，美国NASA、ASAC和MTI在基金项目：国家自然科学基金项目

8、(56976082)；高等学校博箔片动压气体轴承的基