動(dòng)靜壓氣體軸承動(dòng)態(tài)特性與穩(wěn)定性的試驗(yàn)研究.pdf

1、氣體軸承結(jié)構(gòu)緊湊、回轉(zhuǎn)精度高、摩擦小、轉(zhuǎn)速高、壽命長(zhǎng)，但當(dāng)氣體軸承達(dá)到足夠高的轉(zhuǎn)速時(shí)，軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，阻礙了氣體軸承的廣泛應(yīng)用。并且在工程實(shí)際應(yīng)用中，缺乏有效的試驗(yàn)研究，眾多試驗(yàn)現(xiàn)象并未很好解釋，一些試驗(yàn)測(cè)量與理論計(jì)算偏差過大，未能揭示軸頸擾動(dòng)對(duì)氣體軸承動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　本文以球面動(dòng)靜壓氣體軸承為研究對(duì)象，通過數(shù)值方法對(duì)氣體軸承穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測(cè)。建立動(dòng)靜壓氣體軸承動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性試驗(yàn)系統(tǒng)，探索氣體軸承動(dòng)

2、態(tài)非線性動(dòng)態(tài)特性系數(shù)的識(shí)別方法，研究氣體軸承動(dòng)態(tài)非線性動(dòng)力學(xué)行為與穩(wěn)定性，提高氣體軸承的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。
　　建立動(dòng)靜壓氣體軸承動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性試驗(yàn)系統(tǒng)。試驗(yàn)系統(tǒng)主要由軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)五大部分組成。對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)、校核，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)加載，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和處理分析，同時(shí)得到動(dòng)態(tài)特性系數(shù)和軸承在失穩(wěn)過程中的非線性行為特征。
　　進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試與數(shù)據(jù)計(jì)算分析，研究轉(zhuǎn)速、供氣壓力、擾動(dòng)頻

3、率對(duì)動(dòng)態(tài)非線性動(dòng)態(tài)特性系數(shù)的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中采用2個(gè)電磁激振器對(duì)轉(zhuǎn)子施加相位差為90o、同頻率、同振幅的簡(jiǎn)諧激振力。電渦位移傳感器測(cè)量出轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)速和供氣壓力的振動(dòng)位移。采用最小二乘法對(duì)激振力和測(cè)得的位移響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算軸承的動(dòng)態(tài)剛度和阻尼系數(shù)。分析轉(zhuǎn)速、供氣壓力和外部擾動(dòng)頻率對(duì)球面動(dòng)靜壓氣體軸承動(dòng)態(tài)剛度系數(shù) Kee、Keθ、Kθe、Kθθ和動(dòng)態(tài)阻尼系數(shù) Bee、Beθ、Bθe、Bθθ的影響規(guī)律。
　　從升速過程中時(shí)域圖、