螺旋槽小孔节流动静压气体轴承动态特性分析*

李树森 王欣崎 李 博 贾 勇

(东北林业大学机电工程学院 黑龙江哈尔滨150040)

气体轴承因其摩擦小、精度高、寿命长、温度变化平缓等特点而广泛应用，然而气体轴承在高速工作时，容易出现涡动失稳现象，可能会导致轴承发生碰磨甚至失效[1-4]。通过开设螺旋槽等可以增加轴承的动态效应从而提高稳定性，但是仅依靠轴承本身产生动压效应来提高稳定性是非常有限的[5-8]。因此，研究轴承的动态特性对如何提高轴承稳定性是十分关键的。

戚社苗等[9]通过数值仿真计算动压气体轴承的动态特性系数，并重点研究轴颈扰动频率和不同轴颈扰动频率下轴承的静压承载及轴承数对动态特性系数的影响。张皓成等[10]分析供气压力和气膜厚度对圆盘型单个小孔节流气体静压止推轴承静动态特性的影响。贾晨辉等[11]为改善球面螺旋槽动静压气体轴承的动态特性，研究气膜涡动和振荡的力学机制。陈东菊等[12]基于空气静压轴承的非线性动态特性，研究空气静压主轴的振动特性和预测模型，探索非线性动态特性分析对主轴回转精度的影响并研究空气静压主轴的振动特性。姚英学等[13]采用小扰动法进行狭缝节流球形静压气体轴承的动态特性研究，仿真分析动态特性系数随各参数的变化规律。

螺旋槽小孔节流动静压气体轴承，将螺旋槽产生的动压效应与小孔节流产生的静压效应相结合，有可能进一步改善轴承的稳定性。本文作者以螺旋槽小孔节流动静压气体轴承为研究对象，建立计算分析模型，求解动态特性系数[14-15]，并研究各参数对轴承动态特性的影响，为进一步提高轴承稳定性提供理论基础。……