超临界二氧化碳动静压径向可倾瓦轴承实验台设计与实验研究

针对超临界二氧化碳(S-CO₂)动力机组在启动和停止阶段气体轴承产生非常大的摩擦磨损，以及气体轴承承载力低、刚度低、阻尼小、稳定性较差等问题，设计并改进一种新型动静压S-CO₂润滑径向可倾瓦轴承结构。设计并搭建S-CO₂润滑轴承实验台，针对于实验台转子刚启动和极低转速工况，对新型S-CO₂润滑动静压径向轴承在静压状态下的动态特性进行实验研究，得到轴承的动态刚度和动态阻尼，并分析静压对轴承动态性能的影响。实验结果表明，设计的S-CO₂动静压径向可倾瓦轴承在启停阶段，在轴瓦与轴颈之间产生了足够的静压压力，可将二者完全分隔开，从而能减少启停阶段的摩擦磨损；随着静压压力的增大，轴承X、Y方向上的整体刚度、主阻尼都增大，且2个方向的主刚度系数差别不大，而交叉刚度和交叉阻尼都接近于0。研究结果为进一步揭示S-CO₂润滑径向轴承动压状态特性提供参考。