【摘要】： 波箔型動壓徑向氣體軸承是一種新型箔片式氣體軸承。在國外,該軸承已成功用于各種旋轉(zhuǎn)機械,例如渦輪增壓器、透平機。相比傳統(tǒng)的剛性表面氣體軸承以及球軸承,波箔型動壓徑向氣體軸承表現(xiàn)出許多優(yōu)越性,包括:更高承載能力、更低的能量損失、更好的穩(wěn)定性等等,在一些實驗研究中這些特性已被證明。波箔型動壓徑向氣體軸承的結(jié)構(gòu)包含了平箔與波箔兩個部分,光滑的平箔作為軸承的柔性表面,波箔為平箔提供彈性支承。在該軸承中,平箔與波箔、波箔與軸承外圈殼體存在摩擦,摩擦力的存在可以起到阻尼效應(yīng),耗散多余的能量,提高了軸承的穩(wěn)定性。 因為波箔型動壓徑向氣體軸承結(jié)構(gòu)中含有平箔和波箔兩箔片元件,因此在理論建模方面要比普通的氣體軸承復(fù)雜的多。在分析波箔型動壓徑向氣體軸承靜特性時,氣膜壓力必須與箔片變形相互耦合計算。為了簡化結(jié)構(gòu)模型,分析模型中一般采用彈簧或者梁單元,這些模型并沒有考慮三維效應(yīng)。本文首先運用有限單元法,對箔片建立彈性殼體單元模型。因為殼體單元耦合了薄膜應(yīng)力狀態(tài)和平板彎曲狀態(tài),更能真實地反映出波箔和平箔的變形。其次運用有限差分法及Newton-Raphson迭代法耦合求解Reynolds方程和氣膜厚度方程,分析了軸承氣膜厚度分布、壓力分布、箔片變形量分布以及承載能力,并與實驗作比較,說明本方法的可行性和精確性。另外還分析了軸頸轉(zhuǎn)速、波拱高度、箔片厚度等參數(shù)對軸承靜特性的影響。最后在此基礎(chǔ)上,采用小擾動法分析了軸承的動特性。 實驗方面,設(shè)計了平箔柔性滾彎機以及加工波箔所需的模具,對軸承的制作過程以及實驗臺的設(shè)計也作了詳細(xì)的探討。
【圖文】：

形成氣膜支承力，以支承負(fù)載。節(jié)流器的作用是當(dāng)間隙變化時，，調(diào)整間隙內(nèi)軸承具有剛度。圖 1.1（c）所示，動壓式有相對移動的兩個表面，兩個表面之間為楔形間隙。時，由于摩擦面的相對移動，氣體因其本身的粘性作用而被帶動，并被壓縮到此產(chǎn)生了壓力。

圖 1.2 箔片氣體動壓軸承的四種結(jié)構(gòu) 本課題的研究背景本文以波箔型動壓徑向氣體軸承為研究對象。波箔型軸承與傳統(tǒng)的氣體軸承相比，該彈性的支承表面，能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速和載荷的變化作相應(yīng)的調(diào)整，具有很強的自適應(yīng)性。作時，通過箔片元件的變形和相互之間庫侖摩擦力的作用，吸收部分多余的能量，因的轉(zhuǎn)速下，即使在受到一定的振動沖擊，也能保持較高的穩(wěn)定性。同時波箔型動壓徑承具有工作壽命長、轉(zhuǎn)速高、耐高溫、對環(huán)境無污染、低能量損失及優(yōu)良的動力學(xué)特。波箔型動壓徑向氣體軸承結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示，它由三部分組成：軸承外圈、波箔及平和平箔的前緣點焊或卡在軸承外圈殼體上，為固定端；后緣為自由端。波箔為單一平承。波箔不僅類似于彈簧為軸承提供剛度，而且還提供阻尼；光滑的平箔提供軸承表
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH133.3

【參考文獻】

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本文編號：2647285