气体润滑轴承matlab分析,气体润滑轴承的研究与发展

第9卷第3期

1994年 9月

湖北工学院学报

Journal of Hubei Institute of Technology

Vo1．9No．3

Sep．1994

一

气体润滑轴承的研究与发展

、／

王元勋陈尔昌师汉民陈目曜

— —

一一 ⋯ —

(华中理工大学)

W ／；，；

摘要本文概述了气体润滑轴承的研究状况和发展趋势，并介绍了一种最新研究的表面节流

气体润滑轴承．

关键词韭壁齄蟊堑堑蛰变塑些表面节流

0 引言

随着现代工业及高科技的飞速发展，气体润滑轴承正日益被人们重视．气体润滑轴承具

有摩擦损耗极小、极高转速下几乎无摩擦热、无磨损、极低运动速度时无爬行、且运动精度

高、振动小、无污染、可在特殊环境中稳定工作等一列优点，因而在精密工程、超精密工程、

微细工程、查间技术、电子精密仪器、医疗器械及核子工程等领域中，有着十分广阔的应用前

景．

I 气体润滑轴承的研究概况

1．I 气体润滑轴承理论的研究

气体润滑的思想早在 19世纪中叶由法国学者Him首先提出．1886年O·Reynolds推导

出了润滑膜内压力分布所应服从的雷诺方程，使人们对流体润滑原理的认识上升到了理论

的高度．但从雷诺方程的出现到本世纪 60年代，气体润滑轴承无论在理论研究，还是在实际

应用方面，~L-T-没有新发展．直到 60年代以后，气体润滑轴承才逐步进入实用阶段·在实际

应用的推动下，人们对气体润滑轴承的稳态性能进行了较全面的研究，并初步形成了完整的

稳态设计理论．在这方面，J．w．Poweg、Y．Katto和N．Soda、J．S．Ausman等的研究工作颇具

代表性 ~3]．他们从不同的角度，用不同的方法求解气体润滑轴承的稳态问题·J．w．Poweg

从工程实用的角度出发给出了气体静压轴承主要的稳态性能曲线和一些经验公式；Y·Kat—

t。和N．Soda、J．S．Ausmarl则分别采用宽轴承近似和PH线化近似，对稳态雷诺方程进行了

收稿日期 19驯一06 30

王元勋男 1064年生博士研究生武汉程学院 d3007．1

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l56 湖北 _T- 学院学报一九九四年

求解．到了70年代，由于数值计算机应用的日益普及和高速发展，人们开始用差分法、有限

元法、边界元法等各种不同的数值方法寻求稳态雷诺方程的“准确解”．在这方面，V．Castel-

Ⅱ、M．M．Reddi、W．Shapiro和D．C．Sun等做了大量的工作，使传统的气体润滑轴承稳态理

论基本趋于完善．

对气体润滑轴承动态性能的研究，几乎与稳太J隆能的研究同时展开．J．S．Ausman、C．

H·T·Pan⋯W A·Gross、V．Casmli和 -J．W．Lund等采用不同的方法对动态性能进行了大量

的研究工作其中以J．W．Lund的工作最具代表性．他采用线睦摄动法求解动态雷诺方

程，从而求得四个刚度系数和四个阻尼系数，在此基础上给出了气体润滑轴承的动态稳定性

判据．迄今对气体润滑轴承动隆能和稳定性的研究．主要还是采用该方法．- ．

进入 8O年代，气体润滑轴承的理论研究随着它的实用化向前发展，主要集中在以下方

面：

(1)对近年来开发的新型轴承，如多孔质气体润滑轴承、表面节流轴承、气体浮环轴承及

波箔轴承等进行了相应的理论分析和设计．这些特殊的气体润滑轴承，其理论问题和以往的

经典气

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