高速靜壓氣體軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析.pdf

1、氣體軸承顯現(xiàn)出了很多傳統(tǒng)軸承所沒有的優(yōu)點(diǎn),如不需要潤(rùn)滑系統(tǒng)、工作時(shí)無摩擦損耗、振動(dòng)小、工作壽命長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用低等。因此,氣體軸承已成功應(yīng)用于離心分離機(jī)、磨床、真空泵等設(shè)備,以提高工作轉(zhuǎn)速,降低能量損耗,提高位置精度。然而,高速氣體軸承也有其不足之處,如承載能力較低,同時(shí)由于潤(rùn)滑介質(zhì)是空氣,穩(wěn)定性成為高速氣體軸承的主要問題。當(dāng)用氣體軸承支承的轉(zhuǎn)子達(dá)到足夠高的轉(zhuǎn)速時(shí),將會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子失穩(wěn)現(xiàn)象,這種失穩(wěn)的出現(xiàn)是由于氣膜不再具有阻尼作用而導(dǎo)致,由此產(chǎn)

2、生了自激振動(dòng),這種自激振動(dòng)阻礙了氣浮軸承的廣泛運(yùn)用。
　　為了解決以上問題,本文采取在機(jī)體與軸承之間嵌入 O型橡膠圈的方法,使軸承柔性安裝,來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此,本文主要研究的是高速靜壓氣體軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。
　　首先,采用線性攝動(dòng)法,在動(dòng)靜壓混合氣體軸承雷諾方程的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)變量作一階泰勒展開,推導(dǎo)出氣體軸承動(dòng)態(tài)剛度與動(dòng)態(tài)阻尼系數(shù)的計(jì)算公式,然后在數(shù)值計(jì)算中對(duì)線性偏微分方程組的求解采用中心差分法,逐次超松弛迭代

3、法,數(shù)值積分采用Simpson復(fù)化積分法,同時(shí)分析偏心率、轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、渦動(dòng)比、供氣壓力等對(duì)動(dòng)態(tài)特性系數(shù)的影響。
　　然后建立軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型,帶入前面所求得的動(dòng)態(tài)特性系數(shù),建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程;同時(shí)采用Routh-Hurwitz穩(wěn)定性判別法,判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性;并分析引入 O型橡膠圈,對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響;分析供氣壓力、偏心率、渦動(dòng)比等對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響;同時(shí)采用New-mark逐步積分法,求解系統(tǒng)不平衡響應(yīng)。
　　最后是關(guān)于氣