以基于微型靜壓氣體軸承系統(tǒng)支承的硅基超短微轉(zhuǎn)子為研究對象,充分考慮微尺度下稀薄氣體效應(yīng)的影響,建立了微型靜壓徑向氣體軸承的氣體動(dòng)力學(xué)模型。開展了不平衡量影響下的微轉(zhuǎn)子-氣體軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模和動(dòng)力特性研究,分析并掌握了微轉(zhuǎn)子不平衡量與微轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)響應(yīng)、微型靜壓氣體軸承供氣特性之間的內(nèi)在聯(lián)系,提出了一種基于共振原理和反推原理的超短微轉(zhuǎn)子不平衡量分析和測量方法,解決了常規(guī)不平衡量測量方法中存在的傳感器安裝和環(huán)境振動(dòng)干擾等問題。

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【部分圖文】：

圖1三層硅片結(jié)構(gòu)的微轉(zhuǎn)子-氣體軸承系統(tǒng)橫截面示意圖

本文所研究的硅基超短微轉(zhuǎn)子-氣體軸承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，微轉(zhuǎn)子半徑R、長度L和氣體軸承初始間隙h，分別為1000μm、100μm和10μm量級。其微型徑向氣體軸承通道內(nèi)的氣體流動(dòng)包含由壓差所產(chǎn)生的軸向流和切向流，以及由微轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)所產(chǎn)生的切向流，如圖2所示。由于工作狀....

圖2微型氣體軸承通道流動(dòng)狀態(tài)示意圖

圖1三層硅片結(jié)構(gòu)的微轉(zhuǎn)子-氣體軸承系統(tǒng)橫截面示意圖(1)壓差導(dǎo)致的軸向流

圖3微型徑向氣體軸承基本結(jié)構(gòu)

微型徑向氣體軸承的基本結(jié)構(gòu)及參數(shù)如圖3所示。其中，B為軸承幾何中心，O為轉(zhuǎn)子中心，C為轉(zhuǎn)子質(zhì)心，ε為偏心位移，a為不平衡量，hb0為軸承幾何中心與轉(zhuǎn)子中心重合時(shí)的軸承初始間隙，hb(θ)=hb0-εcosθ為偏心狀態(tài)下的軸承間隙。本文所研究的徑向靜壓氣體軸承采用中部氣縫供氣，其橫....

圖4微型徑向氣體軸承橫截面結(jié)構(gòu)示意

圖3微型徑向氣體軸承基本結(jié)構(gòu)采用Liu等[8]提出的超短微型靜壓徑向氣體軸承分析模型，對微型徑向氣體軸承的力學(xué)性能進(jìn)行分析。該分析模型將微型氣體軸承的作用力分為由外部供給的高壓氣流所產(chǎn)生的靜壓力Fhs，由微轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)氣流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)壓力Fhd，以及由微轉(zhuǎn)子平動(dòng)導(dǎo)致的阻尼力....

本文編號：3980045