润滑与密封

作者：路艳辉，贾晨辉，贾硕，符瑞涛，申旭

单位：河南科技大学机电工程学院,,河南科技大学机电工程学院,,河南科技大学机电工程学院,,河南科技大学机电工程学院,,河南科技大学机电工程学院,

关键词：锥形静压气体轴承;压电陶瓷促动器;气浮间隙调节机构;气浮力;轴承转子系统

基金：国家重点研发计划项目 （2022YFB3402704）

为实现气体轴承转子系统的变承载力应用目标，针对传统静压气体轴承气浮间隙调节困难的局限，引入一 种耦合机构放大式压电陶瓷促动器驱动的气体轴承气浮间隙调节机构，分析压电驱动单元实现调节机构轴向位移与气 体轴承径向气浮间隙转换的原理，以及实现转子系统承载力动态调节的机制。通过构建压电驱动模型，揭示促动力与 激励电压之间的非线性关系；建立锥形气体轴承的非稳态非线性润滑方程，采用有限差分法并借助 MATLAB 迭代程序 求解气浮力；运用赫兹接触理论计算线性轴承滚动体摩擦力；综合考虑促动力、螺栓预紧力、轴向气浮力等多种因 素，建立气浮间隙调节机构的理论计算模型，确定在给定结构参数和工作参数条件下的气浮间隙调节量。基于上述理 论分析结果，采用多体耦合动力学仿真软件 Recurdyn，对转子在低 （30 000 r/min）、中 （90 000 r/min）、高 （150 000 r/min） 3 种转速工况下的轴向位移量进行仿真计算，并将运动体轴向位移量转换为径向气浮间隙变化量。理论计算与 仿真结果均表明：所设计的气浮间隙调节机构可通过动态调节径向气浮间隙获得不同的气浮力，有效满足了转子系统 变承载力的工作需求。

来源：2026年第3期

《润滑与密封》期刊编辑部

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