小孔节流空气静压轴承位移阻抗性能*

李一飞 尹益辉

(1.青海民族大学土木与交通工程学院 青海西宁 810007；2.中国工程物理研究院总体工程研究所 四川绵阳 621900)

由于空气静压支承轴承具有摩擦小、精度高、使用寿命长的优点，已成为各类精密、超精密加工或测量设备的主流功能部件。空气静压支承轴承的力学性能极大地影响着相关精密、超精密设备的使用性能，故获得了广泛的关注。尤其近年来，随着加工、测量精度要求的提升，对轴承力学性能的要求也随之提高，单纯基于静力学性能的设计已不能有效满足工业需求。为了进一步提升使用性能，还需考虑轴承动力学性能的分析与设计。

空气静压轴承的力学性能体现于轴承气膜对静、动载荷的抵抗能力，相应地可分为静力学性能与动力学性能。静力学性能主要包括轴承的静承载力、静刚度等[1-4]，目前在设计中已被广泛考虑。然而，单纯基于静力学性能的设计不能提升轴承运转的稳定性并进一步提升运转精度，如无法削弱轴承微振动、气锤振动等的影响。为满足现代超精密加工制造领域对加工、测量精度不断提升的要求，在设计中还需要考虑轴承动力学性能的提升[5]。为此，需要削弱气膜流场产生的自激振动，即微振动与气锤振动；同时，需要提升气膜自身对动载荷的抵抗能力，使轴承更稳定地运转。自激振动是由气膜流场内激励所致的不利扰动，一般可通过参数设计改变流场结构进行削弱，例如可通过消除气膜中的超音速区[6]、漩涡流动以消除微振动[7]；……