考虑滑移效应的可倾瓦动压气体轴承承载性能分析

李青松，张珂，燕震雷

(上海应用技术大学 机械工程学院，上海 201418)

以气体代替油脂作润滑的动压气体轴承依靠其收敛间隙内气体流动产生的动压效应来承载[1]。可倾瓦动压气体轴承由多个瓦块构成，各瓦块可以自由倾斜摆动进行自我调节，具有转速高，稳定性好，能耗低，摩擦小等优良性能， 在低温、高速旋转等机械中得到应用[1-5]；但其结构复杂，制造困难[5-6]。

可倾瓦气体轴承在国外广泛研究运用而国内研究并不成熟：文献[7]提出了气体轴承的理念；文献[1]和文献[8]首次研制出了以空气作润滑的气体轴承；文献[9-10]在等温、考虑可压缩性的条件下计算分析了无限长气体轴承的性能；文献[11]以可倾瓦动压气体轴承为研究对象计算分析了其静态性能；文献[12]基于矢量叠加原理求解分析气体轴承静态特性参数；文献[13-14]提出以装配法计算分析轴承的静态性能；文献[15]采用线性方法对可倾瓦气体轴承的静、动态特性进行了分析研究；文献[16-17]利用间隙耦合法分析了可倾瓦气体轴承静、动态性能。上述研究大部分是先计算单一瓦块承载力，再进行矢量合成的数值计算方法分析可倾瓦动压气体轴承的性能参数，但对气体轴承性能分析大部分不考虑滑移边界，仅利用连续介质模型进行分析。

轴承高速旋转时，转、静子两者较小的气膜间隙可导致两者与气膜润滑作用面产生稀薄气体滑移效应[18-19]。文献[20]最早利用线性玻尔兹曼方程推导出克努森数Kn变化下的润滑方程，证实滑移边界影响动压气体轴承的性能。……