润滑与密封

作者：吴垚，郗文君，杨利花，张彩丽，曹巨江，王哲

单位：陕西科技大学机电工程学院,西安交通大学航天航空学院,,施耐德（西安）创新技术有限公司低压事业部,,西安交通大学航天航空学院,,陕西科技大学机电工程学院,,陕西科技大学机电工程学院,,西安工程大学材料工程学院,

关键词：稀薄效应;微弹流润滑;气体有效黏度;柔度矩阵;轴承特性

基金：国家科技重大专项（J2019-IV-0021-0089）；国家自然科学基金项目（11872288）；陕西科技大学引进人才博士启动基金项目（2021BJ-11）；陕西省教育厅科研计划专项（20JK0661）；西安市碑林区科技计划项目（GX2005）;陕西省自然科学基础研究计划项目（2022JQ-002）

气体稀薄效应和轴瓦弹性变形对微流体设备中气体微型轴承润滑特性影响显著。根据Veijola提出的稀薄气体有效黏度模型，采用有限元法建立柔度矩阵计算轴瓦表面弹性变形量，并推导考虑有效黏度与弹性变形影响的修正Reynolds方程。通过联立求解超薄气膜润滑修正Reynolds方程、稀薄气体有效黏度方程和三维轴瓦弹性方程，分析轴瓦弹性模量、气体有效黏度、轴承结构参数以及扰动频率对其静动态特性的影响。结果表明：气体稀薄效应显著降低了微型轴承的承载能力；微型轴承的承载力随偏心率和轴承数的增加而增大；增加轴瓦柔性可提高微型轴承的承载能力和摩擦因数，而考虑气体有效黏度的弹性微型轴承承载力和摩擦因数较小；相比刚性表面微气体滑动轴承，轴瓦弹性模量的减小显著增加了动态刚度系数且降低了微型轴承的直接阻尼系数，而考虑稀薄效应引起的气体有效黏度效应降低了轴承直接刚度的同时增加了直接阻尼系数。

来源：2022年第4期

《润滑与密封》期刊编辑部

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