曹鹏飞，禹 静，尹健龙，沈小燕，李东升

(中国计量大学计量测试工程学院，浙江 杭州 310018)

0 引 言

在超精密加工以及超精密检测领域，气体润滑技术凭借其速度快、精度高、摩擦损耗小、耐高低温及原子辐射、污染少、寿命长等优点而广泛应用[1-3]。而气体静压节流器是实现气体润滑技术的关键结构，国内外学者对节流器的研究主要集中在承载力、刚度和稳定性上[4-5]。

节流器的静态性能包括承载力和刚度，直接影响气浮系统的性能。由于气体的可压缩性，与传统液体润滑方式相比，气体润滑技术的承载力和刚度偏低，因此对于如何提高气体静压节流器的承载力和刚度，一直是国内外学者研究的重点，并取得了许多成果和进展。BELFORTE G等[6]研究了均压槽对气膜压力分布、耗气量和静刚度的影响。汲腾龙等[7]采用有限差分方法分析了狭缝节流动静压气体径向滑动轴承的承载力、刚度和阻尼特性。于普良等[8]设计了一种新型径向槽结构静压气体轴承，并采用CFD仿真方法分析槽结构对承载力和刚度的影响。然而在高速和超精密的要求下，单纯提升节流器的静态性能已不再满足需求，气体静压节流器的设计已逐渐集中于动态性能，其动态性能包括动态刚度、动态阻尼和自激频率等。在静态性能的研究中，普遍采用开设均压槽的方式来提升节流器的承载力，然而这种方式会导致自激振荡的产生。由于挤压膜效应，当均压槽中被挤压产生的聚集能力达到某一阈值时，节流器会产生高频振荡，并伴随尖啸声，此时系统处于失稳状态，因此国内外学者对自激振荡的产生机理做了大量的研究，且发生自激振荡的频率与节流器的固有频率具有密切关系。……