高速径向气体静态轴承试验台的设计与分析

为了解气体轴承在高速旋转时的机理,运用动静压气体轴承设计的原则,设计了一种新的气体轴承试验台,试验台主要包括驱动装置,加载装置,测试环节,减振结构和主轴部分,针对这几个部分做了详细说明,并选用了恰当的传感器测出在主轴旋转时流场内的间隙值和压力值,经过实验验证,该系统可以很好地满足实际稳定性要求。     

高速透平气体轴承试验台的建立

在11—800空分系统透平膨胀机试验台的基础上建立厂高速透平气体轴承试验台，并改造了150Nm^3O2／h低温透平膨胀机，使之能应用于各种形式的高速气体轴承的静、动态特性及轴承-转子系统材料配伍与启停性能试验。为解决高速透平转子系统的监测问题，还进行了计算机动态数据采集系统及分析、处理软件包的开发。     

低温氦透平膨胀机静压气体径向轴承的改进设计

针对超导托卡马克(Experimental advanced superconducting Tokamak, EAST)氦制冷机中的低温氦透平膨胀机运行不稳定性问题,从雷诺方程出发,推导出可以一次性计算得到静压气体轴承4个性能参数的计算程序:承载能力、刚度系数、气体消耗量和摩擦功耗.做出承载能力和气体消耗量随小孔直径和随半径间隙的变化曲线.在现有条件下提出改进氦透平膨胀机的设计方法,试验结果表明,此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性,该研究成果是下一步整体改进EAST低温氦透平膨胀机重要理论的前提.     

提高小孔供气静压气体径向轴承稳定性方法的探讨

对通过向轴承系统引入附加阻尼以提高小孔供气静压气体径向轴承稳定性的方法进行了回顾和分析，介绍了“O”形橡胶圈加稳、Sixsmith式、双气膜、切向进气四种附加阻尼的小孔供气静压气体径向轴承和胶圈加稳切向小孔供气及双气膜切向小孔供气两种复合形式的小孔供气静压气体径向轴承。并对这几种轴承的结构型式、研究发展、应用范围和优缺点进行了详细的描述。     

径向小孔静压气体轴承的试验研究

本文对多排小孔静压气体径向轴承的静、动特性及稳定性进行了研究，将试验数据与理论结果和中压透平膨胀机气体轴承运行数据进行了对比，并分析了影响轴承性能的各种因素。     

气体轴承试验台的建立

搭建一种气体轴承试验台,介绍试验台的测试系统、相应的元器件以及主要传感器的安装布置。采用该试验台对一种径向和止推气体轴承性能进行测试。测试结果表明：该试验台可测量径向和止推轴承的内部气膜压力分布、承载力、刚度、振动信号,且测试结果文献数据具有较好的一致性。     

多孔质径向气体静压轴承运动稳定性分析

多孔质轴承在高速运转条件下会出现涡动失稳现象，使轴承的动态稳定性下降。利用线性扰动法对多孔质静压轴承中气体润滑的连续方程求解，得到动态下轴承稳定的临界质量——系统保持稳定的最小质量，并以此为稳定性判据得出轴承参数对稳定性的影响，即轴承的供气压力、渗透数、长径比越大，稳定区域越小，为今后的多孔质轴承设计提供了参数的优化范围。     

静压气体轴承稳定性计算方法的分析

对静压气体轴承稳定性的计算方法进行了分析,论述了适合于求解雷诺方程散后的非线性方程组的当前数值计算方法。     

静压气体轴承设计支持系统的研究

本文介绍了静压气体轴承设计支持系统的总体方案。在分析了静压气体轴承设计特点的基础上,提出了一种用事件并借鉴面向对象的技术来表达的基于知识推理的方法来实现本系统的设计。     

静压径向气体轴承静态特性数值分析

对静压径向气体轴承的静态特性进行了详细的理论研究,采用二阶有限差分方法数值求解无量纲雷诺方程,编制Matlab迭代程序计算轴承的气膜压力分布。仿真分析了各种轴承结构参数和工作参数下静压气体轴承的承载、刚度和质量流量等静态性能的变化规律。仿真结果表明轴颈的转速对静压气体轴承的承载、刚度和质量流量等静态特性施加着重要影响,在分析轴承性能时必须考虑轴颈的旋转效应。当轴颈的转速不断增大时,轴承的气膜压力、承载能力和稳态刚度等静态性能能够得到显著提升。     

气体静压轴承的计算机辅助设计

将VB编程语言应用于气体静压轴承的工程计算及参数的优化设计，以获得合理的结构参数。用VB编写的设计软件使用方便快捷，大大提高气体静压轴承设计精度和效率。实现了设计自动化。     

高速圆柱滚子轴承动力学分析

建立相应坐标系,对滚动轴承中滚子与滚道、滚子与保持架、保持架与引导套圈之间的相互几何作用进行分析,计算出各部件之间作用力和力矩,采用牛顿-欧拉方程建立6自由度滚动轴承动力学模型,对滚动轴承进行动力学分析,为圆柱滚子轴承设计提供理论依据。     

高速轴承装配模具设计

高速轴承对转速和旋转灵活性要求很高，而装配方法不当常常影响其使用性能。针对这一问题设计了这套装配模具，介绍了其使用方法及设计要点。经使用验证，效果很好。     

空气静压轴承的刚度测量方法

根据空气静压轴承刚度的定义,通过求解力的变化量和相应的位移变化量,建立了单个空气静压轴承和轴系中空气静压轴承的刚度测量模型,并且分别推导出了最终的可直接使用的计算公式。利用该公式计算轴承刚度,需要测量的未知参数少,而且容易精确测量。     

高速精密陶瓷球轴承与钢质球轴承的性能比较研究

角接触球轴承作为高速主轴的核心部件，其动力学特性对整机的切削性能和加工精度有重要的影响。本文根据Jones的套圈控制理论建立的动静分析法，建立了高速球轴承的拟动力学模型，基于该模型采用定量方法比较研究了陶瓷球轴承与钢质球轴承的性能差异，得到了若干有实用价值的研究结果。     

Hard disc drive air bearing design: modified DIRECT algorithm and its application to slider air bearing surface optimization

Hard disk drives continue to increase in areal data density. This requires air bearing sliders with lower and lower flying heights (FH). Also the uniformity of the FH and the flatness of the roll profile with radius become more critical as the FH gets lower. By using modern optimization techniques, it is possible to optimize slider air bearing surface (ABS) designs according to multiple design goals. In this paper, we discuss two modifications to the DIRECT algorithm: one to handle tolerance and one to deal with hidden constraints. Some numerical experiments were carried out using these modifications and the modified DIRECT algorithm was applied to slider ABS optimization. The results show that these two modifications can improve the efficiency of the DIRECT algorithm and they also provide more flexibility in slider ABS optimization.     

高速角接触球轴承系列产品的设计改进

高速角接触球轴承在高速运转设备中的运用越来越广泛。为提升自主创新能力,针对当前使用中存在的相关问题,对高速角接触球轴承进行了设计改进(指接触角为15°或25°的轴承),取得了良好的效果。     

主动补偿式超低干扰力矩气浮转台的设计

由于微纳卫星反作用飞轮的输出力矩与气浮转台的干扰力矩属于同一量级,故无法直接采用气浮转台实现微纳卫星姿态动力学仿真及姿控系统的地面试验验证。为了解决这一问题,设计并研制了主动补偿式超低干扰力矩气浮转台。对气浮转台的干扰力矩进行分析,提出了3种减小干扰力矩的方法:通过优化设计,降低了黏滞阻尼力矩;通过配置斜向节流孔,并单独供气,产生大小可调的主动涡流以抵消气浮轴承的固有涡流,从而降低涡流力矩;利用气浮轴承的摆动特性实现高精度平衡调节,减弱了重力诱导力矩。最后,设计了微小力矩测量装置,测量了剩余干扰力矩并基于测试结果来指导涡流力矩和重力诱导力矩补偿过程。测试结果显示:气浮转台实现的干扰力矩小于5×10-5 Nm,小于反作用飞轮的最小输出1×10-4 Nm,满足微纳卫星姿态动力学及控制的地面验证需求。     

新型高刚性气浮轴承的稳健设计

高速气浮喷漆涡轮是汽车自动静电喷涂流水线中的关键部件,涡轮主要采用气浮轴承作为支承,流水线利用光纤实时速度反馈控制,运行精确可靠,漆液雾化均匀,使汽车覆盖件的漆面达到高质量的效果.