节流孔轴向布置方式对气浮主轴轴承特性的影响

摘要

气浮主轴承载能力和刚度作为衡量气浮主轴性能的关键指标,受到节流方式的直接影响,而目前节流孔轴向布置方式对孔式节流静压气体轴承支承性能的影响尚缺乏深入研究。为研究节流孔轴向布置方式对静压气体轴承特性的影响,设计两排孔、中部排气式四排孔、中部不排气式四排孔3种典型的节流孔轴向布置方式,基于雷诺方程建立静压气体轴颈轴承气膜力数学模型,分析轴芯转速、节流孔轴向布置方式对轴承承载力与刚度的影响规律,并通过实验验证模型的准确性。结果表明:在低速阶段,中部排气式四排孔结构轴承的承载力和刚度最大,适合低速重载工况;在高速阶段,中部不排气式四排孔结构轴承的承载力和刚度最大,其动压效应提升明显,尤其是长径比较大的轴承,适合高速工况;双排孔轴承兼顾了以上2种优势,适合性能均衡应用工况。通过实验验证了模型的准确性,研究结果可指导静压气体轴承在不同应用需求中的选用与设计。