气体轴承-转子系统研究进展.pdf

2010年6月
润滑与密圭
une 2010
第35卷第6期
LUBRICATION ENGINEERING
Vol 35 No6
DOI1:10.3969/j-isg.0254-0150.2010.06.029
气体轴承-转子系统研究进展
马文琦于贺春孙昂
(大连海事大学交通与物流工程学院辽宁大连116026
摘要:气体轴承由于其高精度、低摩擦、高转速、无污染等优点,在精密机床、高速机械、电子加工等领域获得
3了广泛应用。目前随着转子速度的不断提高,轴承与转子相互耦合影响越来越突出,同时一些提高系统稳定性方法的机
制也有待深入研究,因此有必要对现有的研究成果进行总结分析。对气体轴承-转子系统稳定性理论硏究进行回顾,介
绍和分析提高气体轴承一转子系统稳定性的五类方法:切向供气法、轴承弹性支撑法、 Sixsmith式气体轴承、刚度各向
异性轴承、惯性气体轴承;対气体轴承转子系统的研究发展趋势进行预测和展望
关键词:气体轴承;转子;稳定性
中图分类号:TG133文献标识码:A文章编号:0254-0150(2010)6-121-5
Research Situation of Gas-bearing/Rotor System
Ma Wengi Yu Hechun Sun An
(Transportation and Logistics Engineering College, Dalian Maritime University, Dalian Liaoning 116026, China)
Abstract: Gas bearings are in widespread use because of its advantages such as high-precision, low-friction, high
speed, pollution-free. Now with the increase of the rotor speed, the coupling effect between rotor and bearing becomes more
remarkable, the mechanism of the methods for improving the system stability need further study. Therefore, it is necessary te
review current achievements. The theoretical research on the gas-bearing/rotor system was reviewed. The five types of meth
od such as tangential supply hole, bearings elastically supported, Sixsmith gas bearing, stiffness anisotropy gas bearing iner
tial gas bearing, which are used for improving the system stability were introduced and analyzed. The development tendency
of gas-bearing/rotor system was predicted and prospected
Keywords: gas-bearing; rotor; stability
气体轴承是一种以气体作为润滑剂的滑动轴承,滚动轴承对环境的污染小。⑤寿命长。寿命短、寿命
是随着高技术的出现而发展起来的。与滚动轴承及分布离散是滚动轴承的致命弱点,特别是高速轴承。
液体油膜轴承相比,具有以下特点:①适用高速旋气体轴承在工作时是无接触运转,原则上不存在摩
转。由于气体黏度远低于液体,因此气体轴承的摩擦擦,轴承寿命应该是无限长,但考虑到其他条件的限
功耗低,温升低,具有良好的高速性。②精度高。制,轴承寿命至少也在一万小时以上,而且能始终保
气体轴承本身的制造精度高,气膜又具有匀化作用,持精度不变。对于纯动压气体轴承,由于存在起停瞬
所以气体轴承的精度比滚动轴承高2个数量级。③具间的接触摩擦,寿命受一定的影响,但在选配合适的
有耐高温、低温及原子辐射的能力。气体能在极大温轴承材料时,其寿命仍比同类滚动轴承高得多。⑥结
度范围内保持气态,其黏度受温度的影响很小,因此构简单紧凑,适用于小型或微型设备。多数气体轴承
其工作温度范围可达-200-2000℃9;气体在原子辐都是圆柱形或平板形,采用通用设备,制造方便。少
射下不变质,而液体润滑剂会变质。④无污染。气体数特殊结构,如螺旋槽动压轴承,需要专门设备加
轴承一般用空气或惰性气体作为润滑剂,所以润滑剂工,也不难解决。润滑气体取自环境或外部加压供
的排放对环境无任何污染:少数采用如二氧化碳、甲给,只需过滤净化,余气自由排放,无需回收,使装
烷等作润滑剂的轴承,一般都在封闭状态下工作,对置大大简化。因此气体轴承在微机电系统中具有很强
环境影响也不大。气体轴承的振动、噪声低,相应比的适应性。目前,气体轴承在高速设备、精密设备
等已经获得了成功应用,然而其稳定性仍需要进一步
甚金项目:辽宇省教育厅基金项目(2008s025
的提高,问时一些提高稳定性方法的机制也需要进
收稿日期:2010-04-08
步探讨。
作者简介:马文琦(1971ー),博士,副教授,主要研究方向为1稳定性研究
气体润滑及气压传动技术.E-mai:mawq71@yahoo.com,cn
1961年, Gross 4等?首先应用摄动方法分析了气