ISSN10003762 CN411148/TH
轴承2017年11期 Bearing 2017, No. 11
1216
D0I:10.19533/j.issn1000 3762.2017.11.004
挤压膜轴承静态承载特性研究
李东明'，任彦霖"，贾颖'，高云莉？
（1.大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028;2.大连民族大学
土木工程学院，辽宁大连116600）
摘要：为研究超声悬浮轴承的静态承载特性，设计了一种径向包容式超声悬浮气体挤压膜轴承。在分析挤压气膜润滑悬浮机理的基础上，利用曲线拟合方法求解挤压气膜模型曲线和厚度方程，根据黏性气体动力学理论建立了描述挤压气膜压力分布的Reynolds方程。采用有限差分法对挤压气膜的压力方程进行离散与差商替换，利用MATLAB自定义函数的功能对离散后的挤压膜方程进行数值计算，对气体挤压膜轴承的悬浮力进行了仿真并通过试验验证了理论分析的正确性。
关键词：空气轴承；超声悬浮轴承；挤压气膜；承载力
中图分类号：TH117.2
文献标志码：B
文章编号：10003762(2017)11001204
ResearchonStaticCapacityofSqueezeFilmBearing
Li Dongming',Ren Yanlin',Jia Ying', Gao Yunli2
(1. School of Mechanical Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China;2. School of Civil
Engineering,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,China)
Abstract : To study the static capacity of ultrasonic levitation bearing, a kind of radial enveloped gas squeeze film bear-ing is designed. On the basis of analysis on lubrication mechanism of gas squeeze film, the gas squeeze film curve and thickness equation are established by curve fiting method. According to the theory of viscous gas dynamics,the Reyn-olds equation is establish to describe pressure distribution of the gas squeeze film. The finite diference method is used to discrete and replace difference quotients of pressure equations of the gas squeeze film,and the MATLAB function of a custom function is adopted to numerically calculate discretized equations, The simulation is conducted about the levita-tion force of gas squeeze film bearing, The validity of theoretical analysis is verified by experiment,which provides a ba-sis for the oretically research of ultrasonic levitation bearing-
Key words: air bearing;ultrasonic levitation bearing; squeezed film; capacity
随着微机械（MEMS）、精密电子工程、空间技术以及现代医学的发展，对高转速、高精度、集成化的机械设备的需求日益迫切。作为最广泛的回转支承零件，轴承的回转精度和润滑特性成为实现设备高精度不可忽略的影响因素。润滑介质为气体的超声悬浮挤压膜轴承具有摩擦力小、适用
收稿日期：2016-09-26；修回日期：20170509
作者简介：李东明（1971一），男，教授，主要从事传感器与执行器技术和精密加工技术研究，E-mail：lidongming2001@ 163.com；任彦霖（1990—），男，硕士研究生，主要研究方向
为传感器与执行器技术，E-mail：ryl_djtu@163.com。万方数据
范围广、运动精度高、寿命长等优点，现已成为该领域新的研究方向。
文献[1]运用气体动力润滑理论建立了考虑边界能量泄漏的一维气体挤压膜压力分布数学模型，对挤压膜内压力分布和承载力进行了定量计算。文献[2]采用能量积分法对弯曲波振动悬浮的悬浮力与悬浮高度、声源表面振帽之闻的关系进行了研究，在此基础上成功试制了压电驱动的非接触运输系统，实现对质量为7.2g、尺寸为70 mm×70mm×2mm的方形电木板的非接触运输。但以上研究都缺乏对承载力精确的数学建模与计算，尚无成熟的理论研究方法为开发新型超声悬