新型轴向磁气组合轴承性能研究

陈李成，谢振宇，吴 炎，郝建胜

(南京航空航天大学 直升机传动技术重点实验室，南京 210016)

磁轴承和气体轴承是机械支承的两个重要发展方向，都有转速高、节能、环保等特点，但是磁轴承需要辅助的保护轴承[1-2]，动压气体轴承在低转速状态下会产生接触摩擦，因此将两者组合使用可以弥补各自的缺点：一是低转速状态下，磁轴承为转子提供支承力，防止气体轴承与转子产生接触摩擦；二是在高转速状态下，气体轴承可以提供一定的附加支承力，有利于提高系统的动态性能；三是在磁轴承失效时，气体轴承可以作为保护轴承，减轻转子直接撞击造成的损害。因此，磁气组合轴承是高速旋转机械的一种理想支承方式。

由于磁气组合轴承独特的优越性，近年来对此类轴承的研究也越来越多，目前多数研究的还是基于箔片动压气体轴承或者是静压气体轴承的磁气组合轴承。Swanson等[3]研究了应用于燃气轮机的箔-磁组合轴承，建立了小型燃气轮机转子动力学模拟试验台，证实了箔片动压气体轴承作为保护轴承的可能性。Pham等[4]研究了箔片动压气体轴承与主动磁轴承相结合的箔-磁组合轴承，并建立了箔-磁组合轴承支承的柔性转子试验台，该研究证实了磁气组合轴承有刚度大，并且节能的优点。樊登柱等[5]研究了箔-磁组合轴承，并将此组合轴承应用于高速永磁同步电动机，有限元分析结果表明，轴承-转子系统能够安全升速到额定转速。……