沈那伟，陈照波，焦映厚，马文生

(哈尔滨工业大学 机电学院，哈尔滨 150001)

浮环轴承-悬臂转子结构应用在微型高转速燃气轮机中具有结构紧凑、能效比高、便携性好等特点［1］。浮环轴承，其原理如图1所示，作为其支承部件具有独特的双油膜结构，提供了较好的阻尼特性和较大的承载力，具有稳定动力学行为。由于其价格低廉，使其可以替代滚动轴承及其他类型轴承。广泛用于高速、小型的旋转机械中，例如汽车发动机的涡轮增压器等［3-4］。

图1 浮环轴承原理图Fig.1 Floating ring bearing

早在20 世纪40 年代，Shaw 和 Nussdorfer［5］提出了浮环轴承的双层油膜的作用使其能有效地减少运行时的摩擦阻力从而降低工作温度。但是，由于浮环轴承的力学原理比普通圆柱轴承复杂的多，并且在试验和实际运行中呈现出复杂的油膜涡动、次同步振动和极限环运动现象，传统的润滑理论及线性稳定性理论对于浮环轴承-转子系统的动力学特性已经很难做出有效地解释并且不再适用［6-8］。近年来国内外许多学者对浮环轴承的特性进行了大量的计算及实验研究［9-10］，尤其 T＆M 大学的 Andres Luis等［10］总结了前人的经验，对浮环轴承-发动机涡轮增压器转子系统进行了较为深入的研究，并取得了阶段性成果。但是他们的研究仅限于轻载-对称哑铃型结构的转子系统。而相对于浮环轴承-重载悬臂转子系统的分析及其物理模型的理论分析和仿真，国内外鲜有记录。本文针对此转子结构支承的某微型燃气轮机的实际转子系统进行仿真和实验研究。……