基于CFD球面動靜壓氣體軸承氣膜動態(tài)穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械以及精密儀器的快速發(fā)展，氣體潤滑軸承以其特有的特點正在逐漸被人們所認(rèn)知并重視。與傳統(tǒng)的潤滑軸承相比，氣體潤滑軸承的優(yōu)點非常明顯，主要表現(xiàn)為運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小、摩擦損耗小、幾乎不產(chǎn)生熱量、低振動、壽命長、能夠在特殊工況下穩(wěn)定工作等。動靜壓混合氣體軸承綜合了動壓軸承與靜壓軸承的優(yōu)點，即在轉(zhuǎn)子啟停階段采用靜壓氣體軸承的供氣方式，從而避免了軸承轉(zhuǎn)子與定子之間的固體接觸，而軸承在高速旋轉(zhuǎn)時停止外界供氣，利用動壓效應(yīng)進(jìn)行承載，這大大減小了功

2、耗。由于動靜壓氣體軸承最高轉(zhuǎn)速每分鐘可達(dá)幾十萬轉(zhuǎn)，所以軸承氣膜特性的變化規(guī)律具有非常復(fù)雜的非線性且隨機(jī)的特點，而軸承的氣膜特性直接影響軸承轉(zhuǎn)子的運(yùn)動狀態(tài)，因此對軸承氣膜承載性能和動態(tài)特性的研究是研究軸承動態(tài)特性及穩(wěn)定性的關(guān)鍵。
　　本文以球面螺旋槽動靜壓氣體軸承為研究對象，應(yīng)用 PROE軟件中的球面坐標(biāo)系的方法，建立了球面螺旋槽動靜壓氣體軸承的三維氣膜模型，并以 CFD技術(shù)為基礎(chǔ)，將三維氣膜模型處理成潤滑分析有限元模型，借助 FL

3、UENT軟件，對球面螺旋槽氣體動靜壓軸承的靜態(tài)特性以及動態(tài)特性進(jìn)行仿真分析，揭示軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)（槽寬比、槽深比、螺旋角、槽數(shù)）對軸承氣膜壓力分布以及承載能力的影響規(guī)律，并以此為依據(jù)，對軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了初步優(yōu)化。
　　在穩(wěn)態(tài)計算的基礎(chǔ)上，應(yīng)用 FLUENT軟件中的6 DOF被動型網(wǎng)格計算模塊，對球面螺旋槽動靜壓氣體軸承在動態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)中的失穩(wěn)過程進(jìn)行模擬分析，通過研究軸承在瞬態(tài)運(yùn)動過程中的軸心軌跡圖、頻譜圖，揭示了軸承從穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)到失穩(wěn)