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分离式波箔动压气体推力轴承压力场特性研究

 钟家刚

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  0刖言波箔轴承因相对承载能力较高,稳定性较好,在国外应用最为广泛,被成功应用于燃气涡轮机、透平膨胀机等轻载高速旋转机械,并取得了良好的经济效益1.与刚性轴承相比,波箔轴承的表面是柔性的,当转轴上有脉冲波动时,其能量转换成波箔的弹性变形,吸收转轴涡动的动能,抑制自激涡动的形成,为轴承稳定工作提供良好的条件2.轴承运转时,气膜压力导致箔片结构发生变形,箔片变形引起气膜厚度的改变,气膜厚度改变反而又会引起气膜压力分布的改变,如此循环迭代,直到气膜压力和气膜厚度都达到稳定3.建立波箔轴承物理模型的关键在于应用合理的模型来描述箔片结构的阻尼和刚度。

  国外学者对此进行了大量的工作,为解决箔片轴承的气弹耦合问题做了突出的贡献。Walowit的理论研究了单个波箔结构,忽略了平箔和波箔之间,波箔片和轴承座之间的库伦摩擦力,不考虑各箔拱之间相互作用力的影响。Heshmat在Walowit的基础之上提出了简单的弹簧基础模型,这种模型耦合了支撑波箔变形和气膜动态压力,波箔的弹性变形和压力成正比,波箔片的变形系数取决于波箔片的几何结构、材料和厚度。单个箔拱物理简化模型如所示。图中PL为气膜绝对压力,Pa为波箔环境压力,通常情况下为大气压力,b为箔拱阻尼,为波箔片位移,为单个箔拱结构刚度。

  分离式波箔片和整体式波箔片如所示,分离式波箔由沿半径方向分离的若干箔带构成,每条箔带上分布不分离式波箔片和整体式波箔片周权,侯予等。基于有限差分法的动压气体止推轴承静特性分析。润滑与密封,2009,34(8):6及

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