冯凯，关汗青

(1.湖南大学 机械与运载工程学院，长沙 410082；2.湖南工程学院 机械工程学院，湖南 湘潭 411104)

旋转机械在石化、冶金、精密加工、能源、环保和航空航天等领域发挥着重要作用。为了满足高功率密度和高效率的要求，旋转机械的发展趋势是设备小型化的同时提高转子转速。箔片气体轴承(Gas Foil Bearings,GFBs)由箔片结构和轴承套组成，基于轴颈与顶箔之间的楔形空间和气体动压效应，通过泵将环境气体送入楔形空间产生气膜，以支承高速旋转的转子。因其润滑剂为低黏度的环境气体且无需润滑系统，箔片气体轴承支承的旋转机械设备理论上具有超高转速和紧凑结构。箔片气体轴承可以极大提高旋转机械的dn值(轴颈直径与转速的乘积)，已广泛应用于空气循环机[1-5]、无油压缩机[6-8]、小型涡轮喷气发动机[9-10]、无机油涡轮增压器[11-13]、微型燃气轮机[14-16]、无燃油涡轮鼓风机[17-19]和氢燃料电池压缩机[20-25]。

本文回顾了箔片气体轴承的起源、发展、应用和研究成果，总结了箔片气体轴承静态和动态性能的力学模型的相关研究，介绍了用于高转速工况下提高转子稳定性的特定轴承结构设计，讨论了将主动结构引入箔片气体轴承并实现轴承性能的研究成果，为箔片气体轴承的发展带来新思路。

1 箔片气体轴承的发展概况

1.1 箔片气体轴承的起源及发展

箔片气体轴承起源于20世纪初。文献[26-28]分别在1903年、1906年和1921年申请了不同箔片结构的轴承专利。1953年，文献[29]提出了箔片气体轴承的概念，并详细讨论了轴承的结构。……