卢志伟,马方杰,刘波,张君安

(西安工业大学机电工程学院,陕西西安710032)

静压止推气浮轴承动特性的微扰动法研究

卢志伟,马方杰,刘波,张君安

(西安工业大学机电工程学院,陕西西安710032)

为了实现对静压气浮轴承的动特性进行研究,提出并设计了一种具有可变截面积均压槽的静压气浮轴承,结合气浮轴承的力学振动模型采用微扰动法建立了气浮轴承动态控制方程,运用有限差分法对气浮轴承动态控制方程进行了数值求解,得到了气浮轴承的动态刚度和阻尼。计算结果表明:当振动较小时静压止推气浮轴承的动态刚度值与静态刚度值相当,在气膜间隙为5.5 μm左右时,气浮轴承的动、静刚度均达到最佳值;在同一供气压力下,随着气浮轴承气膜间隙的增大,其动阻尼呈非线性减小,气膜间隙对气浮轴承动阻尼系数的影响较大。

机械学;气浮轴承;微扰动;动刚度;动阻尼;有限差分

DOI:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.01.022

0 引言

随着精密、超精密技术的发展,对气体静压轴承的刚度、精度及稳定性都提出了更高和更迫切的要求[1-2]。由于气体的可压缩性,对提高气体静压润滑轴承的气膜刚度带来很大的困难,因此提高气体静压轴承的刚度是气体静压轴承研究领域的难点和热点之一,属于前沿问题[3-4]。传统的气体静压止推轴承都采用小孔、环面、狭缝等节流阻抗固定的节流器,其承载能力和刚度的提高非常有限。对气浮轴承刚度进行反馈控制是实现高刚度甚至无穷静刚度的一条有效途径,近十几年来国内外开展了不少这方面的研究,但是在气浮轴承应用方面的进展并不明显[5]。……