【摘要】： 主動磁軸承是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是一種新型的高性能支承部件。主動磁軸承具有無摩擦，無磨損，無需潤滑以及壽命長等一系列傳統(tǒng)的滾動軸承和滑動軸承無法比擬的突出優(yōu)點(diǎn)。氣體軸承在高速支承，低摩擦、低功耗支承，高精密支承和特殊工況下的支承等領(lǐng)域內(nèi)有絕對的應(yīng)用優(yōu)勢。磁軸承和箔片氣體軸承都有本身固有的不足，單獨(dú)使用都存在一些問題。將兩者結(jié)合在一起，利用它們各自的優(yōu)點(diǎn)并克服對方的缺點(diǎn)，將是軸承領(lǐng)域的新技術(shù)，其性能要遠(yuǎn)比磁軸承或箔片氣體軸承的性能優(yōu)越。 雖然國外對磁氣混合軸承進(jìn)行了研究，但最大的缺點(diǎn)是箔片氣體軸承要占據(jù)很大的軸向空間，降低了轉(zhuǎn)子動力學(xué)性能。本文研究了一種新型的磁氣混合軸承結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是將箔片氣體軸承集成在磁軸承的氣隙里面，不占據(jù)軸向空間，因此與國外的研究有本質(zhì)的區(qū)別。不僅軸向尺寸小，而且還可以提高轉(zhuǎn)子動力學(xué)性能。 本文在分析懸臂型彈性箔片徑向動壓氣體軸承工作原理的基礎(chǔ)上，做了以下幾個方面的工作： (1)建立了懸臂型彈性箔片徑向動壓氣體軸承的物理和數(shù)學(xué)模型，確立并求解了控制方程，得到了靜、動態(tài)性能的穩(wěn)定性分析方法，為數(shù)值分析懸臂型彈性箔片徑向動壓氣體軸承奠定了基礎(chǔ)。 (2)建立了具有線性結(jié)構(gòu)剛度和阻尼的彈性箔片軸承模型，并對這一彈性流體動力潤滑(EHDL)問題建立了由非定常可壓縮雷諾方程和彈性箔片平衡方程及其邊界條件組成的控制方程。 (3)用有限元法數(shù)值分析了懸臂型彈性箔片徑向動壓氣體軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)對軸承靜動態(tài)性能和穩(wěn)定性的影響。推導(dǎo)了懸臂型彈性箔片徑向動壓氣體軸承控制方程的有限元表達(dá)式，用Matlab語言實(shí)現(xiàn)了有限元數(shù)值計算。計算結(jié)果闡明了懸臂型彈性箔片徑向動壓氣體軸承與傳統(tǒng)軸承不同的承載和穩(wěn)定性機(jī)理。
【圖文】：

2.1懸臂型箔片動壓氣體軸承物理模型的建立2.1.1懸臂型箔片動壓氣體軸承物理模型本文研究的懸臂型箔片動壓氣體軸承整體結(jié)構(gòu)如圖2一1所示，由磁軸承座和箔片及其壓緊結(jié)構(gòu)組成。圖2一1磁軸承一懸臂型箔片動壓氣體軸承整體結(jié)構(gòu)箔片為厚度0.1扣m的不銹鋼帶，壓緊固定結(jié)構(gòu)位于磁軸承的兩個磁極之間，并由其定位，對箔片長度要求使得八片箔片在磁軸承圓周上保持雙層箔片疊加結(jié)構(gòu)，同時對箔片的位置要求第一片壓在第二片箔片的后半部分，八片交錯排列，不能有三片重疊，保持氣體軸承在圓周方向的彈性剛度均勻。與以往的剛性表面軸承相比較，懸臂型箔盧動壓氣體軸承的最大特點(diǎn)是軸承表面是彈性的。在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時，剛性表面的軸承間隙形狀是不會改變的，而在

圖2一2彈性箔片如圖2一2所示，在這一模型中，一很薄的撓性箔片作為軸承表面，具有薄殼結(jié)構(gòu)剛度和阻尼的彈性結(jié)構(gòu)提供靜態(tài)和動態(tài)反力，克服氣體動壓造成的箔片變形。模型中，軸承間隙內(nèi)不產(chǎn)生負(fù)壓(低于環(huán)境壓力)，，因?yàn)椴试S從其彈性基礎(chǔ)上抬起，保持一定間隙不產(chǎn)生負(fù)壓�？紤]到氣體軸承間隙尺寸小，箔片軸承工作時一般處于小變形狀態(tài)下，同時考慮到懸臂型箔片動壓氣體軸承結(jié)構(gòu)沿圓周方向的對稱性，假設(shè)彈性結(jié)構(gòu)的剛度和阻尼沿圓周方向均勻也是合理的。上述表明
【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】：2004
【分類號】：TH133.3

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