表面粗糙度对气体箔片推力轴承润滑性能的影响

以波箔型气体箔片推力轴承为研究对象，运用弹性力学理论构建了箔片结构的受力变形模型，在考虑黏温效应的条件下，耦合求解了可压缩气体雷诺方程及能量方程。将数值模拟得到的顶箔和推力盘的微观粗糙表面引入计算模型，提出了一种考虑表面粗糙度的气体箔片推力轴承润滑性能数值计算方法。通过对具体算例的研究，绘制了轴承气膜压力、气膜厚度、气膜温度及箔片结构变形量的分布图，并通过粗糙度与气膜厚度和箔片变形之间的定量对比说明了考虑表面粗糙度的必要性。研究结果表明：推力盘表面粗糙度越大，最大气膜压力、最小气膜厚度、黏性摩擦力矩和端泄流量的波动越明显，而顶箔粗糙度的影响相对较小；两粗糙表面的高度组合越大，最大气膜压力和黏性摩擦力矩的平均值越大，最小气膜厚度和端泄流量的平均值越小；提高转速可减小最大气膜压力的平均值，并增大最小气膜厚度、黏性摩擦力矩和端泄流量的平均值。