微型燃气轮机浮环轴承稳定性研究
磁悬浮轴承的稳定性分析及优化设计
磁悬浮轴承的稳定性分析及优化设计磁悬浮轴承是一种先进的轴承技术，利用磁力作用浮起轴与轴承之间的接触，实现无接触的支撑和传动。
它具有低摩擦、高精度、高速度等优点，在航天、机械、电力等领域得到广泛应用。
然而，磁悬浮轴承的稳定性问题一直是研究的焦点。
本文将对磁悬浮轴承的稳定性进行分析，并提出优化设计的方法。
在磁悬浮轴承中，稳定性是一个至关重要的问题。
任何轴承系统都需要保持稳定的运行，以确保轴的平稳旋转。
对于磁悬浮轴承而言，稳定性问题更加突出，因为磁力是通过电磁线圈产生的，存在一定的不确定性和波动性。
首先，我们来分析磁悬浮轴承的稳定性问题。
磁悬浮轴承的稳定性主要受到以下几个因素影响：控制系统的稳定性、磁场不平衡和轴向力的干扰。
控制系统的稳定性是磁悬浮轴承稳定性的基础，它直接影响轴承的力与位移的关系。
若控制系统不稳定，会导致轴承力的不稳定，进而影响轴的稳定旋转。
磁场不平衡主要是指轴承线圈间的磁场不均匀，这会导致磁悬浮力的不稳定性。
轴向力的干扰是由于径向不均匀载荷或轴本身的质量不均匀引起的，它会使得轴承系统产生非线性力，从而影响系统的稳定性。
为了优化磁悬浮轴承的稳定性，我们可以采取以下方法。
首先，改进控制系统的稳定性。
可以采用现代控制理论中的自适应控制、模糊控制或神经网络控制等方法，提升控制系统的鲁棒性和自适应性，以应对复杂的工况变化和外部干扰。
其次，优化磁场分布。
通过优化磁悬浮轴承的结构设计和磁场控制算法，确保磁场分布均匀，减小磁场不平衡带来的影响。
最后，考虑轴向力的干扰。
可以通过轴向力的预测和补偿来消除其对系统稳定性的影响，例如使用力传感器和补偿机构进行实时测量和控制。
除了以上方法，我们还可以利用仿真技术对磁悬浮轴承的稳定性进行分析和优化设计。
通过建立准确的数学模型和计算模拟，可以预测系统的动态响应和稳定性。
基于仿真结果，可以进一步改进系统的设计参数和控制策略，以实现更好的稳定性性能。
总结起来，磁悬浮轴承的稳定性是研究的热点和难点之一。
气浮主轴轴承零件生产精益改善
工艺材料气浮主轴轴承零件生产精益改善孙伟城(广东省技师学院，广东惠州516100)摘要：气浮主轴轴承又称为气进压轴承，指的是用气体(通常是空气)作为润滑剂的滑动轴承，其优点是有更高精度、更高速度和更高表面光度，但对其零配件就有了更高的要求。
要解决的气浮主轴轴承的技术难题是气咀孔和前培林气槽的铳削加工。
因此，应在保证产品质量、精度的前提下，设计出快捷、操作简便的专用夹具，利用气动控制原理使其操作方便，解决气浮主轴轴承在加工中存在的技术难题，并采用一出多的气动装夹，大大降低劳动强度。
在生产过程中能缩短装夹、对零、拆卸工件等辅助工前时间，提高劳动生产率，还可以实现一人多机和自动化生产，节省成本，实现快速盈利。
最后通过试验验证了该方法的有效性，同时提高了产品合格率及生产效率，为企业带来了效益，可为类似生产设备的改进提供实际参考应用价值。
关键词：气浮主轴轴承；气膜；气咀孔；气槽；气动夹具；定位分析中图分类号:TH122文献标志码：ALean Improvement of Bearing Parts Production of Air Bearing SpindleSUN Weicheng(Guangdong Province Technician College,Huizhou516100,China)Abstract:Air bearing,also known as air bearing,referred to the sliding bearing with gas(usually air)as lubricant, which had advantages such as higher precision,higher speed and higher surface brightness,but it had higher requirements for its parts.To solve the technical problem of air bearing spindle,the method was the milling of air nozzle hole and front pellin air groove.Therefore,on the premise of ensuring the product quality and precision,a special fixture with fast and easy operating was designed.The pneumatic control principle was used to make fixers easy to operate,which could solve the Eechnical problems exisEing inEhe processing of air bearing spindle.The pneuma ic fixEure wi h one ouEpuEand more ouEpuE could greatly reduce the labor intensity.So in the production process,it could shorten the time before auxiliary work,such as clamping,zeroing,and disassembling workpieces,and improve labor productivity.In addition ,i could realize one person multiplemachinesandautomaticp>oduction savecosts andachieve>apidp>ofits.Fina l y thee f ectivenessofthe method wasp>ovedbyexpe>iments andthep>oductqualification>ateandp>oductione f iciencywe>eimp>oved whichcould b>ingbenefitsfo>ente>p>isesandp>ovidep>actical>efe>encevaluefo>theimp>ovementofsimila>p>oductionequipment.Key words：air bearing,gas film,air nozzle hole,air trough ,pneumatic fixture ,positioning analysis气浮主轴的气浮原理是以空气作为润滑剂，以空气弹性势作为支承的高速电主轴’其轴承和转轴表面完全由气膜隔开，凭借气膜中的压力来支承转轴和外力载荷’高压空气通过气浮轴承上均匀分布的气咀孔注入转轴和气浮轴承之间的间隙中，形成高压气膜’转轴在气膜的隔离下悬浮起来，因其不与轴承接触,其摩擦力很低，所以其转速可以达到非常咼'在一根气浮主轴中,通常有前后2个气浮轴承,气浮主轴装配示意图如图1所示。
一种精密气悬浮主轴的结构设计及其特性研究
一种精密气悬浮主轴的结构设计及其特性研究李树森;任毅【摘要】为改善加工零件表面质量,针对精密车削加工的要求,结合静压气体轴承,设计一种新型气悬浮主轴.建立该系统结构的设计模型,整体系统布局采用圆柱径向和平面止推气体轴承相结合的支撑结构.通过表压比法确定了该结构的偏心率值,利用FLUENT软件验证该值的合理性;在ANSYS Workbench中建立主轴转子的有限元模型,对设计转速进行模态分析和验证.结果表明:设计的主轴转速能够有效避开共振区,保证主轴运转稳定,减小加工误差.%In order to improve the surface quality of machined parts,combining with aerostatic bearings;a novel airbearing spindle system was designed to meet the requirement for precision turning.A general design model of the system structure was established.The overall of spindle system uses aerostatic supporting structure combined with cylindrical radial and plane thrust bearing.The eccentricity value of the structure was determined by gauge ratio method,and the rationality of this value was verified by the FLUENT software.The finite element model of spindle rotor was established and simulated in ANSYS Workbench to verify the design speed.The result shows that the designed spindle speed can effectively avoid the resonance area,to ensure stable operation of the spindle and reduce the processing error of parts.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2017(042)004【总页数】5页(P80-83,88)【关键词】主轴系统;气体轴承;静特性;模态仿真【作者】李树森;任毅【作者单位】东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TH47针对精密、甚至于超精密车床而言，主轴系统是其核心部件，机床的加工质量与之密切相关。
增压器浮环轴承转子系统稳定性的研究
２１ 年 １ ０１ Ｏ月
铁 道 机 车 车 辆
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文章 编号 ：０ ８ ８ ２（ ０ １ ０ ３ ７ ４ １ Ｏ —７ ４ ２ １ ）Ｓ ～Ｏ ０ ～Ｏ
要 因 为其结 构 简单 ， 率 高 ， 定性 比普 通 轴 承 优 越 的 效 稳
特 点 ， 而在 提 高性能 的 同时也 引起 较 严 重 的非线 性 失 然
测试设备 主要包括转速传 感器 、 电涡 流振 动传感器 、 功率 源 、 信号分析仪及 计算机 。测试框 图见 图 １ 动态 。
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ｈ １＼ ＼ Ｊ ｌ １ ｖ 』１ ／ ｌ Ｊ ｌ Ｉ ｌ １ Ｊ ｊ 【 【 ｆ Ｉ Ｉ Ｊ ｌ ｊ １ ｔ １ｆｌ ｌ 『 ｌ １ ｌ ＼ 【 １ ｌ Ｉ ｌ Ｉ １ Ｊ ｆ Ｉ ＼ ＼ ｌ ｆ 【 Ｉ
行 了 浮环 轴 承 转 速 及 运 动 轨 迹 的测 试 研 究 ， 成 了 定 性 分 析 ； 而 根 据 评 判 参 数 采 用 有 限元 法 进 行 了 “ 角 域 ” 完 进 四 下 的定 量计 算 ， 验 证 了分 析 结 果 。本 研 究 为 转 子 轴 承 系 统 的 优 化 设计 及 可 靠性 分 析 提供 了技 术 支 持 。 并 关键 词 增 压 器 ；浮 环 轴 承 ； 定 性 稳
浮环轴 承工作 时 以一定转 速旋 转 ， 相应 地 减小 了与
轴 颈和 轴承 座 孑 之 间 的 相 对 速 度 ， 环 速 度 与 轴 颈 速 Ｌ 浮
度、 内外 间 隙 、 半径 比及 内外 间隙 的偏 心度 相关 ， 颈 速 轴 度一 定 时 ， 环速 度 则 由偏 心度 唯 一 确定 ， 此反 映 轴 浮 因
内外膜独立供油向心浮环轴承稳定性研究
润 滑 与 密 封
Ｌ ＵＢＲＩ ＣＡＴＩ ＯＮ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ａｕ ． ２ ０ ｇ ０１
第３ ５卷 第 ８期
Ｖ０． ５ Ｎｏ ８ １３ ．
Ｄ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ ０ ５ ０ ５ ． ０ ０ ０ ． ０ ＯＩ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ２ ４— １０ ２ １ ． ８ ０ ６ ｓ
Ａ ｓ ａｔＴ ｅｄ ｎ ｍ ｃｃ ａａ ｔｒ ｔ ｏｆｃｅ ｔ ｏ ｙ ｒｓ ｔ ／ ｙ ｒｄ ｎ ｍｉ ｊｕｎ ｏ ｔ ｇ ｒ ｇｂ ａ ｎ ｉ ｎ ｅ ｂｔ ｃ：ｈ ｙ ａ ｉ ｈ ｒｃｅ ｓ ｃｃ ｅｆ ｉｎｓ ｆｈ ｄｏｔ ｉ ｈ ｄｏ ｙ ａ ｃ ｏ ｒａ ｆ ａｉ ｎ ｅｒ ｇｗ ｔ ｉｄ — ｒ ｉ ｉ ｉ ａｃ ｌｌ ｎ ｉ ｉ ｈ
ｉ ｅｒ ｏ ｓｄ ｒ ｇｔ ｒａ ｍａｓａ ｄｆ ａｉ ｎ ａｓｗ ｓｏ ｔ ｅ ｓ ｏ ｔ－ ｒ ｉ ｔｏ ．Ｔ ｅｉｆ ｅ ｃ ｒ ｇｂ ａｉｇｃｎ ｉｅ ｎ ｅｊｕｎ ｓ ｎ ｏ ｔ ｇｒ ｇｍ ｓ ａ ｂｉｎ ｄｕ ｉｇＲ ｕｈ Ｈｕｗｔ ｍｅｈ ｄ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｎ ｎ ｉ ｈ ｏ ｌ ｌ ｎｉ ａ ｎ ｚ ｌ
ｏ ｉ ｆｌ ｓ ｐ ｌ ｒ ｓｕ ｅ ｏ ｈ ｉ ｎ ｉｎ ｅ ｓｃ ｔｃ ｓ ｓａ ａｙ ｅ ｆｏｌｉ ｍ ｕ ｐｙ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｅ ｄｍｅ ｓｏ ｌｓ ｒ ｉａ ｍａ ｓｗａ ｎ ｚ ｄ．Ｔｈ ｅ ｕ ｓｓ ｏ ｔａ ｈ ｙ ｔｍ ｔｂｉｔ ａ ｉ ｌ ｌ ｅｒ ｓ ｈ ｈ ｗ ｈ ｔｔｅ ｓ ｓｅ ｓａ ｌ ｙ ｃ ｎ ｉ
动静压浮环轴承具有摩擦功耗低 、精度高 、寿命
长、稳定性好等突 出优点 ，在航空航天 、空分及精密
加工机床等 高速 、超 高 速旋转 机械 上广 泛应 用
气浮轴承,精密制造的关键支撑
气浮轴承，精密制造的关键支撑中研赢创全自主研发生产的气浮轴承，凭借其卓越的性能和独特的设计，在工业自动化和精密机械领域中脱颖而出。
这款气浮轴承不仅具备超高的精度和稳定性，而且其运行噪音极低，使用寿命长，是高端制造设备中的关键组件。
同时，中研赢创提供定制化服务，根据不同客户的具体需求，设计出满足其特定应用场景的气浮轴承。
一·工作原理气浮轴承是指利用气体的动压作用从而实现轴与轴承套之间无接触自动支撑的轴承，因为没有接触面，所以气浮轴承避免了轴承磨损和摩擦产生的热量，从而提高了轴承的寿命和稳定性。
二·产品特点高精度。
气浮轴承能够提供非常高的轴向和径向精度。
它利用气体的静压力来支撑运动部件，因此不会产生机械接触或者摩擦。
这样就可以避免机械轴承所产生的偏摆、偏心等问题，从而实现高精度的运动控制。
低噪音。
气浮轴承运转时没有接触部件，因此它的运转非常安静。
不会产生机械接触所带来的噪音和振动，避免了对周围环境和人员的干扰。
无需润滑。
气浮轴承不需要润滑油或润滑脂，消除了轴承寿命受制于润滑条件的问题。
这种轴承形式可以在高速、高温、高压和腐蚀性环境下使用。
适应性强。
能够适应各种复杂的工作环境。
无论是高温、低温、真空还是重载等极端环境，气浮轴承都能保持良好的性能，为设备提供稳定、可靠的支撑。
三·应用场景机械制造。
气浮轴承广泛应用于高速电机、压缩机、离心机、磨床等设备上，为机械运转提供了更高的稳定性和精度，有效保障了设备的性能和效率。
精密加工。
气浮轴承可用于航空航天制造、光学设备加工等领域的设备上，由于气浮轴承不受重力影响，并且轴承刚度高，可大大提高设备的加工精度和稳定性，实现非常细微的高精度加工。
半导体生产。
在晶片制造过程中，需要进行精密加工和测量，因此需要在清洁无尘的环境中进行操作。
气浮技术可以将加工设备和测量仪器悬浮在空中，避免物料表面受到污染，从而保证晶片的质量。
平板显示。
在平板显示制造过程中，需要保证显示器面板的精度和平整度。
磁悬浮轴承稳定性分析
磁悬浮轴承稳定性分析磁悬浮轴承（Magnetic Bearing）是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。
与传统的滚珠轴承，滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子的转速可以运行到很高，具有机械磨损小，能耗低，噪声小、寿命长、无需润滑，无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境。
这项技术是20世纪60年代中期在国际上开始研究的一项新的支撑技术。
在各个领域都有着广泛的应用。
本文主要分析磁悬浮轴承的稳定性问题。
文章的第一部分介绍了磁悬浮轴承在国际和国内的发展与研究现状，并分析了磁悬浮轴承的一些特点。
文章的第二部分对磁悬浮轴承的稳定性进行了讨论，先论证了永磁轴承无法实现自稳定，然后对电磁轴承的稳定性进行了分析。
关键词：磁悬浮，轴承，电磁轴承，永磁轴承，稳定性第一章引言第一节磁悬浮轴承的研究背景国际上很早就有了利用磁力使物体处于无接触悬浮状态的设想, 但其实现却经历了很长的一段时间。
1842 年, Earnshow 证明: 单靠永磁体不能将一个铁磁体在所有 6 个自由度上都保持在自由稳定的悬浮状态.真正意义上的磁悬浮研究开始于20世纪初的利用电磁相吸原理的悬浮车辆研究，1937 年, Kenper 申请了第一个磁悬浮技术专利, 他认为，要使铁磁体实现稳定的磁悬浮, 必须根据物体的悬浮状态不断的调节磁场力的大小,因此必须采用可控电磁铁,这也是以后开展磁悬浮列车和磁悬浮轴承研究的主导思想。
随着现代控制理论和电子技术的飞跃发展, 20世纪 60 年代中期对磁悬浮技术的研究跃上了一个新台阶。
日本、英国、德国都相继开展了对磁悬浮列车的研究。
资料记载: 1969 年, 法国军部科研实验室(LRBA ) 开始对磁悬浮轴承的研究; 1972 年,第一个磁悬浮轴承用于卫星导向轮的支撑上, 从而揭开了磁悬浮轴承发展的序幕。
此后, 磁悬浮轴承很快被应用到了国防、航天等各个领域。
1983年11月，美国在搭载在航天飞机上的欧洲空间试验仓里采用了磁悬浮轴承真空泵; 同年，日本将磁悬浮轴承列为 80 年代新的加工技术之一, 1984 年, S2M 公司与日本精工电子工业公司联合成立了日本电磁轴承公司, 在日本生产、销售涡轮分子泵和机床电磁主轴等。
高速电机磁悬浮轴承系统的稳定性分析
高速电机磁悬浮轴承系统的稳定性分析引言：高速电机磁悬浮轴承系统是现代工业中广泛应用的重要技术之一。
它具有无接触、无磨损、无摩擦、高转速等优点，使得很多领域的机械设备性能得到了极大的提升。
然而，高速电机磁悬浮轴承系统的稳定性问题一直是困扰工程师和研究者的难题。
本文将对高速电机磁悬浮轴承系统的稳定性进行分析，并提出相应的解决方案。
1. 磁悬浮轴承系统的基本原理首先，我们来介绍一下磁悬浮轴承系统的基本原理。
磁悬浮轴承是利用磁场力来支撑和悬浮物体的一种技术。
通过电磁力的作用，可以实现对物体的悬浮和控制，使其具有稳定运动及高转速的特性。
2. 磁悬浮轴承系统的稳定性问题然而，高速电机磁悬浮轴承系统在实际应用中存在一些稳定性问题。
主要包括以下几个方面：2.1 不稳定振动高速电机磁悬浮轴承系统中，不稳定振动是最常见的问题之一。
当转子受到外界扰动时，系统容易出现自激振动，从而导致不稳定运动。
这种不稳定振动会影响系统的运行效果，甚至给设备带来严重的损坏。
2.2 系统失稳在高速电机磁悬浮轴承系统中，由于外界环境、电磁场和电流等因素的干扰，可能导致系统失稳。
系统失稳会导致转子偏心、共振等问题，从而引发设备的故障和损坏。
2.3 磁力控制问题高速电机磁悬浮轴承系统的稳定性还与磁力控制密切相关。
磁力控制是通过改变磁场中的磁力来实现对转子的悬浮和控制。
但是，由于磁力控制过程中存在众多不确定因素，例如磁场的非线性、电流的漂移等，容易导致系统的不稳定性。
3. 稳定性分析方法为了解决高速电机磁悬浮轴承系统的稳定性问题，研究者提出了多种分析方法。
3.1 动力学分析法动力学分析法是一种常用的稳定性分析方法。
它通过建立系统的动力学模型，研究系统在不同工况下的响应特性和稳定性。
通过分析转子的受力、转动、振动等特性，可以判断系统的稳定性，并提出相应的控制策略。
3.2 Lyapunov稳定性分析法Lyapunov稳定性分析法是一种数学分析方法，用来研究非线性系统的稳定性。
气浮轴承调研报告
气浮轴承调研报告1、气浮轴承工作原理气浮轴承的工作原理是使用粘度很小的压缩气体作为润滑剂，在移动面和轴承承载面之间产生高压气膜，使两个工作面工作过程可实现相互不接触运动。
2、气浮轴承组成结构气浮轴承由轴承内圈和外圈组成，外圈上有空气的进出口孔，内圈上有喷嘴。
3、气浮轴承类型根据增压原理分类气浮轴承通常被分为静压型、动压型和压膜型三种气浮轴承，在工程应用中普遍使用的是静压型气浮轴承和动压型气浮轴承。
①静压型气浮轴承静压型气浮轴承是把外部经过加压的气体通过节流器流入承载面和止推盘面中间，从而形成高于大气压的气膜，使之悬浮起来；节流器的作用是当气膜间隙发生改变时，调整气膜内部压力分布，使气浮轴承具有一定的刚度。
②动压型气浮轴承动压型气浮轴承是承载面和止推盘面存在相对移动，并且由于气膜间隙为楔状，所以在其移动方向，气膜间隙逐渐变小。
气体具有一定的粘性，由于两个面的相对移动，被压进楔形的气膜内，形成动压悬浮。
③压膜型气浮轴承压膜型气浮轴承的原理是利用两个工作面在垂直角度的振动，使气膜间隙内的平均压力值大于工作环境压力值；同动压型气浮轴承一样，也是因为气体的粘性作用，使两个工作面之间的气体无法快速进出，从而压力增高。
4、气浮轴承优缺点(1)优点：①运转速度高由于气体的粘度小，气体分子的惯性小，所以气体轴承的工作转数可达到很高。
目前，我国自主研制的超高速空气主轴，转速可以达到300000r/min。
②运行精度高气体轴承由于半径间隙非常小，因此轴承本身要求的制造精度很高。
同时，运转过程中摩擦小，保证其在极低转速下运动无爬行现象，所以气体轴承的精度比一般传统的轴承高。
由美国气体润滑委员会协助研制的超高精度纳米车床，采用了气浮轴承，其加工精度可以达到0.075μm。
③环境适应能力强液体的油或固体的脂作为润滑剂，高温容易挥发，低温易凝固。
而气体润滑剂的环境适应能力较强，可以在-260ºC低温至500ºC高温、强辐射及易燃等恶劣环境下正常工作。
考虑二阶滑移流效应的微型气浮轴承-转子稳定性分析及其动态响应
作 为微机 电系统 （ ＭＳ 的动力 源 ， 电机一 直 是 ＭＥ ） 微
的质量不平 衡 ｅ 无 量纲 化 为质 量 偏 心 率 ｐ＝ ｍ Ｃ ｅ／ 。轴
研究的热点问题 。麻省理工学院已经研制 出由气浮轴 承支承的新型微机电系统 ，ｏ ｅ Ｍ Ｍ 【 ， ｐｗ ｒ Ｅ Ｓ１ 其转速可高 ｊ
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收稿 日期 ： ０ ７ ０ ２ 修 改稿收到 日 ： ０ ０ 一 ２ ０ — ６— ５ 期 ２ ７— ９ 叭 ０
第一作者 黄 海 男， 博士 ， 工程 师，９ ８年生 １７
＋ｐ ０（ ＋ ） ｃｓ
其 中 ， Ｆ 为 无 量纲 轴 承 力 分 量 ， 为 转 子 无 量 纲 质 Ｆ ，
维普资讯
振 第２ ７卷第 ５ 期
动
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冲
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考 虑 二 阶滑移流 效 应 的微 型气 浮 轴承 一转子 稳 定性 分 析及 其动 态 响 应
黄 海， 孟 光
２０ ４ ） ０ ２０
（ 上海 交通 大学振动 、 冲击 、 噪声 国家重点实验室 ， 上海
摘 要 ：考虑到微型气浮轴承的尺寸特征， 选择二阶滑移流模型对 Ｒ ｙｏ 方程进行修正。建立了微型转子 一 ｅｎｌ ｄ 轴
承系统 的运动模型 ， 利用线形轴承力得到系统的刚度和阻尼系数 ， 进而得到转子系统 的稳定转速 。在转子受 到扰 动时 ， 对 不 同转 速的系统动态响应进行 了数值 模拟 ， 并将连续流和滑移 流的结果进行 对 比分析 。在数值模 拟中 ， 采用有 限差分法 对修 正的 Ｒ ｙｏｄ ｅｎｌ 方程进行求解 ， 利用 四阶龙格 一 并 库塔 法对 系统的运 动方程进 行求解 。研究 表 明， 滑移流效 应使系统 的动特性 系数 降低 ， 进而减弱了微 型转子 一轴承 系统 的抗扰动能力 ， 因此必 须升 高微 型转 子的转速来保持稳定工作。 关键词 ：微 型转子 ； 微型气 浮轴承 ； 二阶滑移流 ； 稳定性 ； 系统 响应
浮环动静压轴承的稳定性研究
式中 ￡ 为时间， ０Ｙ 为复振幅， 为特征值 ， ｚ 、０ 代入（ ） １ 得
Ｌ．二 ｂｓ是Ｙ ＝ ［ｓ是口ｚ 十］］ 。 ｖ ７．ｋ ＋ ｗ ７Ｗｚｊ ｅ ｂ 走 ｂｙ［ ６ ＋ ｖ ｏ ｚ＋ ｚ ＋ 足。 ｙ ｗ ｓ ＋
因为 不恒 等 于 ０ 故该 方 程 有非 平 凡解 的条 件 是 ： ，
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１＝ （ 盯 ＋ｂｓ ； ２： （盯 ＋走 ６ ｓ） 口 走 ）＋ ６ 盯 一
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逐 个 写 出这些 条 件 ， 即
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ｂｌ ＂ｂ２ｗ ｘ ｙ ａ
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判 断轴 颈静 平 衡位 置 是 否稳 定 ， 可使 轴 颈 以任 意方 式偏 离其 平 衡 位置 上 的运 动参 数 ， 后 看轴 颈 是否 趋 然
近其平衡位置。设轴承中转子质心在 、 Ｙ方向上偏离平衡位置的瞬时运动参数为 、 、 、 ， Ｙ 主、 王、 则相应
０ ０ ０
由式 （ ） ３ 可知 ， 的根 为两对 共 轭复 根 ： １ ． ｇ ＋ ｉ１ ４ ＝ ２＝ １ ｃ ， ３
．
ｇ２ ＋ ｉ２ ｃ
事 实上 ， 断 一个 系统 是 否稳 定 ， 判 只需 了解 其特 征 根 的实部 是 否全 小 于零 ， ： ） 即 Ｒ （ ＜０
热效应对径向浮环轴承最小油膜厚度及稳定性影响研究
振动与冲击JOURNALOFVFBRATFONANDSHOCK第39卷第18期Vol.39No182020热效应对径向浮环轴承最小油膜厚度及稳定性影响研究杨帅，郭红，张泽斌(郑州大学机械与动力工程学院，郑州450001)摘要：以径向浮环动静压轴承为研究对象，采用有限元法和有限差分法联立求解ReynolUs方程、能量方程和温黏关系式，得到内外层油膜的压力分布、温度分布和黏度分布，对油膜压力积分得到轴承的刚度系数和阻尼系数。
针对轴颈、浮环建立统一的动力学方程，结合能量方程和Routh-Hurwitr准则推导出单质量刚性对称浮环轴承-转子系统的热失稳判据，分析了油膜热效应对内外膜最小油膜厚度与失稳转速的影响。
结果表明：内外膜油腔呈现多个的温度峰值，两端面温度高于油腔中央温度；内外膜最小油膜厚度和系统失稳转速随着进油温度的升高而减小；高速工况下,油膜温升是导致浮环轴承发生油膜破裂和失稳现象的重要因素，计算时需计入油膜热效应对轴承性能的影响。
关键词：径向浮环轴承;热效应;最小油膜厚度;失稳转速中图分类号：TH212；TH213.3文献标志码：A DOI：10.13465/ki.jvs.2020.18.029Thermal effect on tUr minimcm film Uiickness and stability foe a jocrnal floating ring bearingHNGSJpa%,G#0Hong,ZH4NGZe-n(SchooaoaMechanccaaand PoweeEngcneeecng，Zhengzhou Unceeesciy，Zhengzhou450001，Chcna) Abstract:Tha Vnita element method and tha Vnita diffevnca method were combinedly used to solve tha Reynolds equations，eneryy equations a nd Wmperatuv-viscosity equations for a joumV Voating Wng bexWng.Tha innar and ouWr Vuid film pressura distribution，temperature distribution and viscosity distribution wax calculated and tha prxsura was intexrated to calculata tha bexWny stiCness and damping coefficients.Tha united dynamic equations were established for tha shaV and Voating Wng，and tha thewnal instability cWteWa was deWved for a single-mass Wyin symmetWc vtor system using eneryy equations and Routh-Huwvitr method.Tha results show that there art several tempxatura pexHs in tha innar and outeeocm pocHets，and both endstempeeatueeaeehcgheethan thepocHetcenteetempeeatuee.Thecnneeand outee minimum Vuin film thicHness and threshold speed fall rapidly whCa tha inlet temperature is inevviny.Tha lubWcant temperature Wso is an impoWant factor causing tha Voating Wng bexWny Vuid film to rupture and ba instabla，so tha lubWcant thewnal effect should ba considered in tha bexWny peWownancc analysis.Key words:journal Voating Wng bexWny；thewnal effect;minirnum Vuid film thicHness;threshold speed浮环动静压轴承以其回转精度高，摩擦功耗低等优点广泛应用于涡轮增压器、透平膨胀机等高速、超高速旋转机械装备中［1-3］&国内外学者对于浮环滑动轴承的润滑性能及转子系统的稳定性进行了大量研究。
微涡轮气体轴承测试技术研究进展
doi：10.11823/j.issn.1674-5795.2020.06.01微涡轮气体轴承测试技术研究进展刘仁开1,张小青"，王丽2(1.北京工商大学人工智能学院，北京100048； 2.航空工业北京长城计量测试技术研究所，北京100095)摘要：微涡轮发动机具有重量轻、尺度小、功率密度高、无需充电等优点，是微型机械设备动力源的最佳选择，具有良好的应用前景。
微涡轮发动机的转子直径在十几毫米至几十毫米，设计转速一般在每分钟几十万转至一百万转以上，功率目标在100W以内。
超高速微轴承-转子系统的摩擦与润滑问题是微涡轮发动机面临的瓶颈，目前微涡轮发动机大都采用气体润滑轴承。
本文对微涡轮发动机的研究现状进行了分类总结，并重点回顾了气体轴承测试系统的研究成果，对测试技术的发展趋势进行了展望。
关键词：微涡轮发动机；气体润滑轴承；惯性轴承；测试系统中图分类号：TB9文献标识码：A文章编号：1674-5795(2020)06-0001-08Research Progress of Gas Bearing Test Technology for Micro TurbineLIU Renkai1,ZHANG Xiaoqing1,WANG Li2(1.School of Artificial Intelligence,Beijing Technology And Business University,Beijing100048,China；2. Beijing Changcheng Institute of Metrology&Measurement,Beijing100095,China)Abstrach:Micro turbine engine has the advantaaes of light weight,smal l scale,high power density and no need of charging.It is the best choice of power sourer for micro mechanical equipment and has a good application prospect.The rotor diameter of micro turbine engine is in the range of moro than10mm t。
浮环密封运动机理及对轴系稳定性的影响
浮 环密 封 是 一 种 浮 动 式 非 接 触 密 封 ，与 固定 式 非 接 触密 封相 比 ，密封 间 隙更 小 ，且 具 有 自对 心功 能 。 因 此 ，浮 环密 封 不仅 泄漏 量 少 ，而 且 不 易 发 生 动 静 碰 摩 。 浮环 密封 被 广泛 应用 于航 空 、舰船 、航 天领 域 的 高速 旋 转 机械 动静 流体 密 封 ，如 燃 气 轮 机 中支 承 轴 承 油封 、液 体 火箭 发动 机 涡轮泵 中液 氧 、液 氢 或煤 油 密 封 。然 而 ， 由于密 封 问 隙较 小 ，高 速 转 子 表 面 与 间 隙 内流 体 相 互 作用比较强烈 ，易引起轴系失稳 ，成为高速转子系统稳 定 运行 的关键 技术 问题 。
针 对 浮 环 密 封 ，国外 学 者 先 后 做 了大 量 的 工 作 。
基金项 目：国家 自然科学 基金（１１１７６０１０） 收稿 日期 ：２０１４—１２—１１ 修改稿收到 日期 ：２０１５—０４—１０ 第一作者 刘 占生 男 ，教授 ，博士生导师 ，１９６２年生 通信作者 鹏 男 ，博士生 ，１９８６年 ６月生
Ｓａｎ Ａｎｄｒｅｓｓ等 利 用 ｂｕｌｋ ｆ ｌｏｗ模 型 和 改进 模 型 ，计 算不 同偏 心 率 下 浮 环 密 封 动 力 学 系 数 ，改 进 模 型 精 度 更 高 。Ｋｉｒｋ等 基 于 Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方 程 ，研 究 油 温 、浮 环 周 向槽 结 构 及 浮 环 受 压 变 形 对 动 力 学 系 数 的 影 响 。 Ｃｈｉｌｄｓ等 试验 研 究 浮 环 周 向槽 结 构 形 式 和 深 度 等 因素对 动力学 系数 的影 响 。上 述研 究 假 定 浮 环锁 死 于 具 体偏 心位 置 ，深入 研 究 偏 心 率 和 浮 环结 构 对 动 力 学 系数 的影响，定性判断浮环对轴 系稳定性的影 响，但未 对 浮环 运动 规律 和影 响锁 死 位置 的 因素进 行 研究 。Ｈａ 等 研究 火箭 涡 轮泵 中浮 环密 封 锁 死位 置 及 动 力 学 系 数 ，但 文 中忽 略 流 体 动 压 力 和 摩 擦 力 非 线 性 特 征 及 浮 环 运 动过程 ，采 用稳 态平 衡 迭 代方 法 计 算 锁 死位 置 ，不 能反 映 浮环避 免碰 摩 的运 动 机 理 。 同时 上述 研 究 仅 针 对 浮 环 自身 ，对 于 轴 系 失 稳 的 原 因和 振 动 特 征 有 待 深
径向动静压浮环轴承-转子系统稳定性分析
径向动静压浮环轴承-转子系统稳定性分析
郭红;夏伯乾;孙一休
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2017(036)005
【摘要】以径向动静压浮环轴承-转子系统为研究对象,计入浮环质量和转子刚度建立了统一的动力学方程,用Routh-Hurwitz准则推导了单质量弹性对称系统的稳定性判据.用有限差分计算了某高速径向动静压浮环轴承的刚度系数和阻尼系数,在此基础上得到了不同浮环质量和转子刚度下动静压浮环轴承-转子系统的稳定性曲线.计算结果表明,浮环质量对系统稳定性影响不大,而随着转子刚度减小,系统失稳转速迅速降低.该文在高速浮环轴承-弹性转子稳定性整体建模和分析方面有较大的参考意义.
【总页数】6页(P7-11,29)
【作者】郭红;夏伯乾;孙一休
【作者单位】郑州大学机械工程学院,郑州450001;郑州大学机械工程学院,郑州450001;郑州大学机械工程学院,郑州450001
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.3
【相关文献】
1.径向动压浮环轴承-转子系统多稳定区域研究 [J], 郭红;张直明;张绍林;岑少起
2.径向浮环动静压轴承稳定性研究 [J], 郭红;张直明;岑少起;陈昌婷
3.深腔气穴对动静压浮环径向轴承压力场的影响 [J], 胡松峰;岑少起;郭红
4.计入浮环质量的浮环动静压轴承稳定性分析∗ [J], 孙一休;郭红;张绍林;朱光
5.内外膜独立供油径向浮环动静压轴承静特性优化分析 [J], 李瑞珍;郭红;王丹丹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微型燃气轮机浮环轴承-悬臂转子系统动力学特性分析
微型燃气轮机浮环轴承-悬臂转子系统动力学特性分析
沈那伟;陈照波;焦映厚;马文生
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2012(031)003
【摘要】对浮环轴承支承的悬臂转子系统的动力学特性进行分析,建立了浮环轴承双层油膜Reynolds方程和浮环运动方程.采用4节点等参h-精细有限元网格,通过Galerkin方法求解系统Reynolds方程得到双层油膜压力.在小摄动范围内,联合悬臂转子系统的动力学方程、浮环运动方程求出浮环轴承的等效刚度和阻尼系数.应用商业有限元软件ANSYS12.1对实际微型燃气轮机用浮环轴承-悬臂转子系统进行临界转速、谐响应及不平衡响应等转子动力学仿真计算.通过与实验结果对比,验证了此物理计算模型的正确性,并证明了用此方法分析浮环轴承-悬臂转子转子动力学问题具有实际意义.
【总页数】5页(P27-31)
【作者】沈那伟;陈照波;焦映厚;马文生
【作者单位】哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001
【正文语种】中文
【中图分类】TH313
【相关文献】
1.微型燃气轮机浮环轴承动力学参数影响因素研究 [J], 沈那伟;焦映厚;陈照波;马文生
2.考虑浮环支承的涡轮增压器转子系统动力学行为研究 [J], 朱磊;魏道高;史伟
3.微型燃气轮机浮环轴承稳定性研究 [J], 张宝裕;岑少起;郭红;胡松峰
4.浮环轴承转子系统动力学特性模拟计算 [J], 闫民;陈彦民;何洪
5.全浮式浮环轴承-转子系统动态特性与稳定性研究 [J], 徐涛;奉峥嵘;陈世凡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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张宝裕 １ 岑 少起 郭 红 胡松 峰
（郑州大学 机械工程学院 ， 郑州 ４ ００ ） 郑州 日产汽车有限公司 ， ５ ０ １（ 郑州 ４０ １ ） ５０ ６
Ｓｔ ｂｌｙ ｓ ｕ ｙ ｏ ｌａ ｉｇ ｈ ｂ ｉ ｅ ｉｇ ｉ ｃ ｏ ｇ ｓｔ ｒ ｉｅ ａ ｉ ｔ ｄ ｆ ｏ ｔｒ ｙ ｒ ｂ ａｒ ｎ ｍｉ ｒ － ａ ｕ ｂ ｎ ｉ ｔ ｆ ｎ ｄ ｎ
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第ｌ ０期 ２０ 年 １ ０８ ０月
文章编号 ：０ １ ３ ９ （０ ８ １— ０ ９ ０ １０ — ９ ７ ２ ０ ）０ ０ ９ — ３
机 械设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ＆ ｃ ｉｅｙ ｓｇ Ｍａ ｕａ ｔｒ ｎ ｆｃｕ ｅ 一９ ９一
微 型燃 气轮机 浮环 轴 承稳 定 性研 究木
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有限元法求解出了该种轴承 内、 外层油膜的压力， 并计算了该轴承的静、 动态特性， 最后， 根据稳定性判据
对这种新型轴承稳定性进行判 别。
关键 词 ： 微型燃 气轮机 ； 浮环轴 承 ； 性 稳定
【 ｂｔ ｃ ｃｏｄ ｇ ｏｈ ｎｒ ｎ ｕ ｒ ｌ ｔ ｆ ａ ｎ－ｉ ａ ｎ ｅ ａ ｔ ｂ ｅ（ Ａ ｓ ａｔ ｃｒｉ ｅｎｅ ｄｏｔ ｆ ｍｏ ｈ ｌ ｔ ｇｒ ｇ ｅｒ ｇ ｎｔ ｓ ｕ ｉ 燃气 ｒ ｎ ｔｔ ｉ ａ ｅｉ ｆ ｅ ｏ ｉ ｎ ｂ ｉ ｉ ｈ ｇ ｒ ｎ
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（ ｈ ｎ ｚｏ ＩＳ Ｎ Ａ ｔｍ ｂｌ Ｃ ． ｔ． ｈ ｎ ｚｏ ５ ０ ６ Ｃ ｉａ ２ ｅ ｇｈ ｕＮ Ｓ Ａ ｕｏ ｏ ｉ ｏ， ｄ ， ｅ ｇｈ ｕ４ ０ １ ，ｈｎ ） Ｚ ｅ Ｌ Ｚ
【 摘 要】 依据燃 气轮机的浮环轴承 内、 外层油膜 ， 建立了圆柱坐标 系的静态 Ｒ ｙ ｏ ｓ ｅｎ ｌ 方程； ｄ 并在此 基础上引入 了 物理模型 ， 进一步推导出计算动特性的动态 Ｒｅｎｌ 方程； ｙｏ ｓ ｄ 无量纲化后， 利用八节点等参元
中图分类 号 ：Ｈ１ 文献标 识 码 ： Ｔ ６ Ａ
Ｏｗ 微 燃 轮 ，采 贫 料 混 烧 、效 １ Ｏ 级 型 气 机可 用 燃 预 燃 室高 紧 建立模型 ｋ
可性 寿命长 、 靠 污染低等特点。进术 有率、 小 转系左两浮轴 ， 径动～ 承 用 窟 高 具 体 ’子统右个环承 为向静轴，”， 压 采 。 Ｊ 、 技 ， 效盲 积 、 ～ 一一 ～ 。 ’ 均～
ｃａ ｔ ｉｉ ｏｆ ｉ ｔｏ ｔ ｓ ｅ ｉ ｒ ｅ ａ ｕ ｅ． ｉａｙｔ ｏ ｉ ａ ｃ ｒｔ ｉ ｕｓ ｈ ａ ｅ ｓｃ ｃｅ ｃ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｔ ｌ ｌ ｄ Ｆ ｌ ， ｗ ｒ ｎ ｃｒ ｔ ｉｉ ｉｄ ｃｓ ｄ ｒ ｒｔ ｓ ｆ ｅ ｓ ｃ ｉ ｆ ｉｂｒ ｇ ａ ｃ ｃ ａ ｂ ｔ ｎｌ ｈ ｅ ｋ ｇ ｈ ａ ｅｓ ｓ ｓ ｅ ｃ