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基于轨迹法的气体箔片轴承动态特性系数辨识

2022-10-21程文杰柯涵章肖玲李明

轴承 2022年10期

程文杰,柯涵章,肖玲,李明

(西安科技大学 理学院,西安 710054)

气体箔片轴承(Gas Foil Bearing,GFB)利用环境气体作为润滑介质,通过动压效应在轴承表面产生气膜压力使转子悬浮,具有污染小,精度高,噪声低,工作温度范围广,耐冲击等优点,在透平机械、高速电动机、涡轮压缩机等领域应用效果良好[1-4]。

当GFB受到外部因素影响时,转子会随载荷的变化在轴心附近振动,轴承的动态特性系数(动态刚度系数和动态阻尼系数)能反应转子受外载荷作用下气膜力与位移和速度之间的内在联系[5],有必要探讨GFB的动态特性系数计算方法[5]。

国内外学者对GFB的动态特性系数计算做了一定研究:文献[6]基于摄动法的思想,用动态刚度系数、动态阻尼系数表征GFB 在静态工作点邻域内的支承力;文献[7]采用偏导数法计算了GFB的动态特性系数,结果表明动态特性系数仅与转子扰动频率、轴承静载荷及轴承数有关;文献[8]建立了GFB的完全气弹润滑耦合解模型,得到了GFB的动态特性系数,结果表明动态特性系数仅与轴承结构参数、静态工作点参数以及扰动频率有关;文献[9-10]将箔片变形和润滑气膜的雷诺方程耦合求解,基于摄动法求解GFB的动态特性系数,并采用牛顿-拉弗森迭代法求解,得到了不同偏心率、转速、扰动频率及轴承长径比等参数下的动态特性系数;文献[11]将箔片等效为弹簧阻尼系统,考虑弹性波纹结构内部的库仑摩擦效应和相邻拱之间的相互作用,基于摄动法计算了GFB的线性化刚度和阻尼;……

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