彭林， 袁小阳

（东方电气集团东方汽轮机有限公司， 四川德阳， 618000；2.西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室， 陕西西安， 710049）

0 前言

液体动静压轴承因其承载能力大、 摩擦损耗小、 运动精度高， 可以在极端温度、 极高转速及极低转速条件下工作， 而被广泛应用在航空航天及各种精密设备中[1-4]。目前发达国家对动静压轴承的技术研究已经比较成熟[5]，如美国EIEK Precision公司生产的液体动静压主轴精度可达径向跳动<0.03 μm， 轴向跳动<0.1 μm. 国内动静压轴承的研究几乎与国际同步[4]， 西安交通大学[2-3，5-9]对火箭发动机涡轮泵用动静压轴承做过较多的理论和实验研究， 研究表明静压轴承节流器参数及润滑介质对轴承性能有直接影响； 同时， 研究热点还包括动静压轴承的结构优化[10-11]和润滑膜的三维压力场和温度场[9]的分析， 但国内产品在速度、 精度及制造工艺精细程度方面还需进一步提升和完善[4]。

1 典型装备中静压轴承的结构、 性能分析

液体静压轴承的设计根据应用场合的不同有所区别， 根据应用目的的不同设计过程中需要考虑的侧重点也不同。 对于低速重载装备如能源领域先进试验装备湿蒸汽汽轮机应用静压轴承主要考虑其承载能力及润滑油流量等静态因素， 对轴承供油系统要求较高； 对于火箭发动机涡轮泵承受剧烈变载荷的工况， 其特点是润滑介质黏度极低、 转速高， 需要重点考虑轴承高速时的动压承载效应及轴承稳定性等因素， 本节以承载能力和油膜刚度为优化目标分析了火箭发动机高速涡轮泵动静压轴承； 涉及到精密高刚度场合， 如精密机床滑动主轴高刚度静压轴承， 其典型特点是要求主轴系统刚度高、 回转精度高、 精度保持性好，因此需要重点考虑轴承的刚性以及散热特性。 图1为静压轴承的一般设计流程， 主要包括设计原始参数的提取， 轴承基本组件构成， 静态、 动态特性分析， 试制加工及相关测试， 对于精密机床滑动主轴高刚度静压轴承等精密轴承还需对轴承运转过程中的温升热变形影响进行分析。……