氣體軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性初步研究.pdf

1、對(duì)于外徑為60毫米微型發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)所采用的軸承為氮化硅微型陶瓷滾珠軸承，工作轉(zhuǎn)速可以達(dá)到20萬(wàn)轉(zhuǎn)/分。對(duì)于更小的，比如外徑40毫米的微型發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速約為40萬(wàn)轉(zhuǎn)/分左右，在這樣的超高轉(zhuǎn)速下，氮化硅微型陶瓷滾珠軸承已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足，因此考慮用氣體軸承來(lái)支承。 本文首先研究了氣體軸承的原理，然后建立了兩個(gè)光滑圓柱型動(dòng)壓氣體軸承支承的Jeffcott轉(zhuǎn)子模型，開(kāi)展了以下工作： (1)氣體軸承穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算。闡述

2、了氣體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)理，給出了氣體軸承穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑的雷諾方程，利用有限差分法，計(jì)算了單個(gè)氣體軸承的承載力及等效氣膜剛度隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系，并研究了氣體軸承的參數(shù)偏心率，徑向間隙和長(zhǎng)徑比對(duì)承載力和等效氣膜剛度的影響。 (2)氣體軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速分析。針對(duì)兩個(gè)氣體軸承支承的Jeffcott轉(zhuǎn)子模型，根據(jù)等效氣膜剛度，利用傳遞矩陣法，對(duì)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行了計(jì)算，得到了轉(zhuǎn)子的一、二階臨界轉(zhuǎn)速，并且研究了氣體軸承的參數(shù)偏心率、徑向間隙和長(zhǎng)徑

3、比對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響。 (3)氣體軸承的動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑分析。給出了氣體軸承動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑問(wèn)題的一般方程，并利用有限差分法進(jìn)行求解。在給定的設(shè)計(jì)參數(shù)下，求出了氣體軸承動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑問(wèn)題的八個(gè)剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)。 (4)氣體軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。對(duì)于兩個(gè)氣體軸承支承的Jeffcott轉(zhuǎn)子模型，給出了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程，并利用八個(gè)剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)，對(duì)軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，并研究了氣體軸承的參數(shù)偏心率、徑向間隙和長(zhǎng)徑比對(duì)穩(wěn)定性的影