小孔节流气阻测量装置的研究

曹鹏飞，禹 静，尹健龙，沈小燕，李东升

(中国计量大学计量测试工程学院，浙江杭州 310018)

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气体润滑技术与传统液体润滑方式相比，具有精度高、运动速度快、无污染、损耗小等优点，已在机加工、精密测量等领域广泛应用[1-3]。由于气体的可压缩性，导致气体润滑技术存在承载力低、刚度小和稳定性差的缺点。常用的分析方法包括理论计算法、数值仿真法和实验观察法，然而存在雷诺微分方程求解困难、仿真时间过长、实验设计难度大和精度不高等缺点[4-5]。

据此，研究人员提出将气路参数与电路参数进行类比，从而建立气体回路的等效电路模型，简化计算，缩短研究周期。Hsiao采用集总参数法建立了气体静压轴承的等效模型，从而分析了该气体静压轴承的流量特性，并与实验结果进行了对比[6]。Farid采用等效电路法建立了薄膜空气静压轴承的动态模型，分析了影响节流器稳定性的原因[7]。张广辉等建立了薄膜节流器动静混合径向气体轴承内流道的气体流动模型，通过阻抗法计算得到了轴承在静止和转动情况下的承载力[8]。李加福采用流体阻抗法建立了多种平面气体静压节流器的阻抗模型，仿真和实验结果表明建立的阻抗模型有效[9]。

目前，研究人员多是把气阻当成线性元件，即压力与流量成正比。而实际的气体流动受气体压缩性、外界扰动和温度变化等因素影响，气阻应是非线性的。因此本文以小孔节流为研究对象，研究适用于小孔节流的气阻定义，确定气阻的量纲。……