气体动压箔片推力轴承仿真及试验研究

余　睿，张　云，李子君，赵雪源，伍奕桦

气体动压箔片推力轴承仿真及试验研究

余睿1，张云1，李子君1，赵雪源1*，伍奕桦2

(1.中车株洲电机有限公司，湖南，株洲，412001；2.湖南农业大学机电工程学院，湖南，长沙 410028)

为了减少燃料电池空压机系统的体积和重量，系统需要满足无油、高速、高功率密度等要求。基于此要求，气体动压箔片轴承成为其支承轴承的最佳选择之一。为了研究气体动压箔片推力轴承(以下简称推力轴承)流体润滑特性，基于ANSYS软件采用流固耦合方法(FSI)对其进行了仿真分析，获得了承载能力、温升等静态性能。试制了推力轴承样品并进行了试验测试。通过对比推力轴承承载能力仿真结果与试验数据结果可知，两者的偏差仅为9.8%，验证了FSI的有效性，可以为推力轴承的开发和研制提供一定的理论依据和设计指导。

气体动压箔片推力轴承；ANSYS；FSI；承载能力；静态特性

随着科学技术的飞速发展，高速轴承技术、变频控制技术、高强度材料、铁磁材料、绝缘材料以及加工制造新工艺等得到了迭代或升级，也同时推动机械制造装备不断地向高速、高精、高效、高可靠性的方向发展，其中又以高速永磁电机产品尤为突出。磁悬浮轴承技术和气体悬浮轴承技术是目前高速电机应用领域中两大主流轴承技术路线，两者均是无油非接触式轴承技术，后者较前者具有结构简单、体积小、成本低、转速更高等优势，现已广泛应用于污水处理用鼓风机[1-4]、燃料电池空压机[5-6]、微型燃气轮机[7]、余热回收发电机[8]等涡轮机械产品中。……