氣體潤滑軸承隨著高速機(jī)械的發(fā)展而在工業(yè)中扮演著越來越重要的角色。波箔徑向軸承屬于一種比較傳統(tǒng)的空氣動壓軸承,雖然其出現(xiàn)的時期比較早,但其仍然被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。然而對于波箔軸承的理論研究還沒有達(dá)到較高的精度。以往的研究中,多數(shù)將波箔等效為簡化模型進(jìn)行計算。等效模型的計算過程較為簡單,但其計算結(jié)果精確度有限。隨著實(shí)際應(yīng)用中的軸承要求轉(zhuǎn)速越來越高,載荷越來越大,軸承設(shè)計計算需要更精確的理論計算模型。波箔和頂箔是軸承的重要支撐元件,本文對于波箔建立了一種能夠反映實(shí)際形狀的曲面殼模型,采用有限元方法建立了其計算模型,分析了膜效應(yīng)對曲面殼的影響,得到了波箔的剛度矩陣。對具體的模型采用該方法計算其受力變形情況,與較為簡單的平面殼模型進(jìn)行了對比,并在ANSYS中使用不同密度的網(wǎng)格劃分同一模型與之對比,驗證了曲面殼模型的準(zhǔn)確性。由于頂箔較為光滑平整且不考慮拉伸,對于頂箔采用平板單元建模�；谝陨夏Ｐ徒⒘藢�(shí)際軸承的波箔和頂箔的剛度矩陣,并將波箔和頂箔的剛度矩陣進(jìn)行自由度耦合,計算特定載荷下的箔片變形量。根據(jù)波箔軸承的特點(diǎn)提出假設(shè)條件以簡化氣體潤滑理論的基本方程,建立適合軸承的雷諾方程,并采用有限差分... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

第二代波箔軸承

圖 1-3 第三代波箔軸承承及其相關(guān)理論的發(fā)展概況研究進(jìn)展氣體軸承并非來自有意而為之的設(shè)計，而是發(fā)展于實(shí)lph Hirn 觀察到空氣在微小的縫隙中流動能形成潤滑sbury 通過實(shí)驗證實(shí)了這一現(xiàn)象，第一個箔片軸承的研發(fā)，1953 年 Blok 等人對箔片軸承進(jìn)行了理論分析箔片止推軸承結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，直到徑向軸承發(fā)展成熟之主要有螺旋槽型、管支承型、懸臂型、波箔型和平箔型 L.Licht[6]發(fā)明了螺旋槽推軸承，他將彈性的刻有螺旋槽上，由此薄片的彈性與螺旋槽的優(yōu)越載荷性能結(jié)合，他承面積上加載了 127~150 N 的力，并在 43000~45000rpm隙 15-20 μm。美國加利福尼亞州 Garrett 公司設(shè)計了一款懸臂型的動

該類型軸承一般將箔片的軸承外殼等分為偶數(shù)個扇區(qū)，每個扇區(qū)由片和支承波箔兩層。與波箔型徑向軸承相似地，推力軸承的箔片也是在定，另一端自由。1980 年 Stanley Gray[8]等人提出了一種改進(jìn)的方案，采用雙層波箔結(jié)構(gòu)波箔凸起方向相反布置，中間隔有一層平箔片，這樣的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于彈簧，在相同的彈性系數(shù)下，與單層波箔相比，兩個波箔層疊的方式下，每的厚度更大，這樣就不需要使用太薄的箔片，大大降低了制造成本，每片的變形也較小，屈服強(qiáng)度也增大了。1981 年 Heshmat[9]將多層箔片應(yīng)用在同一個軸承，這些波箔同向堆疊，凸起互相嵌套，如圖 1-4 b)所示。每一層波箔的凸起部分半徑和波高不頂層到底層的半徑依次減小，剛度依次增大，這樣一來，軸承就可以適載荷和不同的速度，當(dāng)載荷和速度逐漸增大時，頂層的箔片首先變形，面的箔片一起變形，載荷越大，參與支承的箔片越多，支承剛度越大，種結(jié)構(gòu)提高了承載性能。后來 Heshmat 又設(shè)計了一種多級平箔多級波箔軸承，進(jìn)一步改善了性能，使軸承能更好的適應(yīng)轉(zhuǎn)子不對中的問題。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]彈性薄片動壓氣體軸承的理論和試驗研究[D]. 朱建軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：2973474