动压气体轴承是一种利用气体动压效应来支承载荷的滑动轴承:
工作原理
动压效应:动压气体轴承通过两相对运动表面形成的收敛间隙,利用运动表面的高速移动将具有黏滞性的气体带入楔形间隙,产生压力升,进而产生作用于转子的承载力,且承载力的大小随转速的增加而增加。
形成气膜:在轴颈或轴瓦的表面通常会做出浅螺纹槽,利用槽的泵唧作用提高承载能力,从而在摩擦面之间形成气膜,将两个摩擦面隔离开来,并能够承受一定载荷。
结构形式
刻槽气体动压轴承:在轴承或转子表面刻有不同槽型,以改善承载特性与稳定性。但此类轴承特性的改善对槽型依赖性较强,且提升效果有限。
可倾瓦气体动压轴承:由多块可以绕其枢轴转动的轴瓦与轴承体组成,轴瓦可以自适应气膜力作用改变偏转状态,进而适应转子的运转状态,具有较高的稳定性,但其加工和理论分析相对较为困难。
箔片气体动压轴承:以单层或多层弹性金属箔片为柔性支承表面的自适应气体动压轴承,利用柔性支承结构弹性变形和库伦摩擦为轴承提供刚度和阻尼,具有较高的dm值,但承载力低、启停阶段摩擦磨损、高速稳定性及缺乏可靠的轴承性能预测和设计方法是此类轴承目前所面临的主要问题。
特点
优点:无需外部气源供气系统,结构简单、成本降低;摩擦功耗低,适用于高速、高温、低温、温度变化大的场景;无油润滑,清洁环保,适用于对洁净度要求较高的环境。
缺点:在启停阶段转速较低、动压效应较弱时,不足以产生作用于转子的支撑力,导致转子与轴承内壁接触,产生严重的摩擦磨损,直接影响轴承的寿命;阻尼特性差,转子过临界难。
应用领域
动压气体轴承适用于航空航天、新能源汽车、工业设备、仪器仪表、医疗器械、电子等行业,常用于空气循环机、涡轮发电系统、氢燃料电池、空气悬浮鼓风机、纺织机械、机床、三坐标测量机、陀螺仪、位移传感器等装置。
径向动压轴承样式与规格
直径:Φ10-Φ100mm |
推力动压轴承样式与规格
直径:Φ20-Φ200mm |
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