双层鼓泡箔片动压气体止推轴承性能试验研究*

马 斌 赖 欢蒋国庆侯 予 赖天伟

（1.中国空气动力研究与发展中心；2.西安交通大学）

0 引言

深冷装置采用的膨胀机属于速度型透平膨胀机，它利用工质流动时速度的变换进行能量转化。工质在膨胀机内接近于做等熵膨胀，产生焓降，同时输出功，消耗能量，增大焓降，使工质温度降低，达到制冷目的。透平膨胀机的转速与等熵效率呈对应关系，因此其运行时面临的工况多，运行范围宽，但在不同转速下均要求转子能稳定运行[1-2]。为了满足高速透平膨胀机的上述特点，本文在多层鼓泡箔片动压气体径向轴承的基础上，提出多层鼓泡箔片动压气体止推轴承。动压止推轴承以空气为工作工质，顶层平箔作为支承表面，鼓泡箔片采用球冠状凸起阵列作为弹性支承元件。转子高速旋转时，由于空气的粘性和楔形的作用，在平箔与转子表面之间产生动压效应，使平箔与鼓泡箔片发生弹性变形，从而将平箔推开，使转子处于悬浮状态[3-4]。本文将多层鼓泡箔片动压气体止推轴承其应用于主轴直径17mm的高速透平膨胀机，针对箔片层数，轴承分片张角对轴承性能的影响进行了试验研究。

1 多层鼓泡箔片动压气体止推轴承结构

本文在单层鼓泡箔片动压气体径向轴承研究的基础上[5]，提出多层鼓泡箔片动压气体止推轴承的新型结构。为了增加多层鼓泡箔片止推轴承的刚度范围，提出了可控刚度多层鼓泡箔片分块组合形式。上、下层之间的鼓泡排列位置根据设计要求有多种组合方式，图1给出了四种典型的排列方式。……