2014年3月第39卷第3期
DOI: 10. 3969/j. issn, 0254 0150. 2014. 03. 025
润滑与密封
LUBRICATION ENGINEERING
气浮台轴颈轴承的参数设计
於陈程史成坤
申王亮
（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191）
Mar.2014 Vol. 39 No. 3
摘要：单轴气浮台气体轴承由止推轴承和轴颈轴承组成，轴颈轴承虽没有负载要求，但要求具有较高的气膜刚度和一定的径向抗干扰力。对气浮台轴颈轴承按最大刚度准则进行抗干扰设计，表明轴颈轴承采用2个短轴承比长轴承更能提高刚度和抗于扰力。分析轴承供气孔位置、气膜间隙、供气孔数以及供气孔直径对轴承静态特性的影响，确定轴承的最佳参数以获得较大的气膜刚度和良好的静压稳定性。对设计的轴颈轴承进行径向抗干扰力校核，保证了气浮台具有良好的工作性能。
关键调：气浮台；轴颈空气轴承；抗干扰；静态特性
中图分类号：TH133.36文赋标识码：A文章编号：0254-0150（2014）3-115-5
ParametersDesignofGasJournalBearing of Air-bearing
Platform
Yu Chencheng
Shi Chengkun
Wang Liang
( School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China)
Abstract : The gas journal bearing of single-axis air-bearing platform is composed of thrust bearing and journal bearing The journal bearing is required to have high gas film stiffness and radial interference resistance capability though there's no load requirement. The interference resistance design of the gas jourmal bearing of single-axis air-bearing platfom was per-formed by means of maximum static stiffness criteria. The result shows that the stiffness and interference resistance capabil-ity is improved by using two short connective gas jourmal bearings compared with one long bearing. The influence of hole position,gas film thickness,hole number and hole diameter on bearing's static characteristices were discussed, The optimal parameters of the bearing were determined to obtain a larger gas film stiffness and good static stability. The radial interfer-ence resistance capability of the designed bearing was checked, showing that the air floated platform has good working performance.
Keywords: air-bearing platform;gas journal bearing ; anti-interference; static performance
气体轴承利用气体在运动部件间形成压力气膜来支承载荷，具有速度高、精度高、功耗低和寿命长等优点(")，广泛应用于精密加工、精密仪器、核工程以及空间技术等领域。相对于气体动压轴承，气体静压轴承具有较大的承载能力，在要求高转速、摩擦小的场合气体静压轴承既简单又经济，应用更为广泛[3]。
在航天领域，静压气体轴承应用于空间飞行器地面模拟实验设备，依靠压缩气体在气浮轴承与轴承座之间形成气膜，使台体浮起，实现近似无摩擦的相对运动(")。气体静压轴承的性能直接影响仿真设备的精度和结果的正确性。与机械轴承和液体轴承相比较，
收稿日期：201307-18
作者简介：於陈程（1989一），女，硕土研究生，研究方向为机械电子工程，E-mail;ceyu@ asee,buaa. edu. cn.
空气轴承存在刚度低的不足。气体静压轴承的静刚度受到供气孔分布、气膜间、供气孔直径、个数及供气压力等参数的影响4-6。因此，本文作者根据最大刚度准则给出了单轴气浮台轴颈轴承抗干扰设计的基本过程，详细分析了参数变化对轴承静态特性的影响。
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气浮台轴承结构和设计关键
单轴气浮台气体轴承结构如图1所示，它是止
推轴承和轴颈轴承组成的“T”型结构。止推轴承内外两侧以及轴轴承两端均通大气，既提高了承载力，又方便对止推轴承和轴颈轴承分别进行参数设计。止推轴承承受轴向载荷，轴颈轴承没有负载要求，但对于负载运动的径向抗干扰具有重要作用，可保证气浮台具有良好的工作性能。因此提高轴承结构刚度和气膜刚度对其进行抗干扰设计具有重要意义。