摘要：为揭示静压气体推力轴承微幅自激振动的内在机理,采用大涡模拟（Large eddy simulation,LES）分析小孔节流静压气体轴承内气体流动特性。发现在节流孔出口附近的湍流区域内气体产生极其复杂的漩涡,气体压力和流速自漩涡中心向边缘逐渐变化,随着气体的流动漩涡不断产生和破裂,造成气膜内气体压力波动,导致承载能力快速改变,引起轴承产生微幅自激振动。通过k-ε模型验证大涡模拟计算结果的准确性。同时,对比环面节流与小孔节流静压气体轴承内气体压力波动的幅值,证明漩涡是导致静压气体轴承产生自激振动的直接原因。计算结果还表明,随着气膜厚度的增加,流场内气体压力波动的幅值先增大后减小,在超精密静压气体轴承设计时,应避免最大压力波动时的气膜厚度接近最大刚度时的气膜厚度,使轴承具有最佳刚度的同时,自激振动得到有效抑制。

关键词：静压气体轴承 微幅自激振动 大涡模拟 漩涡 

单位：中国计量学院机电工程学院杭州310018 中国计量学院计量测试工程学院杭州310018