微孔节流器静压气体止推轴承性能分析*

罗舒元 刘 波 赵晓龙 董 皓 张君安

(西安工业大学机电工程学院 陕西西安710021)

静压气体轴承是以气体作为润滑介质的一种轴承，当外部压缩空气由节流器进入轴承与支撑表面的间隙内，在间隙内形成具有一定刚度和承载能力的气膜，依靠气膜为轴承提供支承，从而实现运动副之间的无摩擦状态[1]。节流器作为影响静压气体轴承性能的重要部件，可分为小孔节流器、环面节流器、狭缝节流器、多孔质节流器等类型[2-3]。其中孔式节流器结构简单、加工方便，整体性能相对稳定，成为了众多学者的研究对象。

MIYATAKE和YOSHIMOTO[4]通过数值计算的方法对节流孔径0.05 mm及不同孔数的环形止推静压气体轴承的性能进行了分析，采用计算流体动力学(CFD)方法确定了小进料孔的流量系数，并采用有限差分法(FDM)对轴承进行了分析。NISHIO等[5]采用数值计算和实验的方法，分析了采用孔径0.05 mm节流孔的静压气体轴承的性能，并与带均压槽的复合节流器性能进行对比，同时还分析了轴承表面粗糙度对轴承性能的影响。程志勇等[6]采用MatLab软件分析了气膜厚度、供气孔直径以及节流孔个数对小孔节流静压气体轴承的压力分布和承载力的影响。于贺春等[7]提出了一种0.01 mm微孔节流气体静压止推轴承，基于Fluent软件，在保证总节流面积相同情况下，通过改变气膜厚度、节流孔深度，对比研究了狭缝和微孔节流的性能。赵晓龙等[8]运用Fluent对小孔节流空气静压轴承模型进行完整的N-S方程求解，并加入湍流模型，分析小孔节流的真实流场特性。……