氣體軸承(gas bearing):用氣體作潤(rùn)滑劑的滑動(dòng)軸承。最常用的氣體潤(rùn)滑劑為空氣,根據(jù)需要也可用氮、氬、氫、氦或二氧化碳等。在氣體壓縮機(jī)、膨脹機(jī)和循環(huán)器中,常以工作介質(zhì)作為潤(rùn)滑劑。
中文名稱 | 氣體軸承 | 外文名稱 | gas bearing |
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特點(diǎn) | 摩阻極低,適用速度范圍大 | 應(yīng)用 | 紡織機(jī)械、電纜機(jī)械、儀表機(jī)床 |
制造氣體軸承的材料有工具鋼、青銅、鎢鈷鉬合金、粉末冶金多孔材料、陶瓷和工程塑料等。
早在1854年,法國(guó)人G.A.伊恩就提出過用氣體作潤(rùn)滑劑的設(shè)想。
1896年第一個(gè)空氣軸承問世。
1913年英國(guó)人W.J.哈里森發(fā)表氣體潤(rùn)滑軸承流體動(dòng)力學(xué)分析的論文。
50年代以來,氣體軸承的應(yīng)用逐步擴(kuò)大,并受到廣泛和深入的研究。
氣體軸承特點(diǎn)
①摩阻極低:由于氣體粘度比液體低得多,在室溫下空氣粘度僅為10號(hào)機(jī)械油的五千分之一,而軸承的摩阻與粘度成正比,所以氣體軸承的摩阻比液體潤(rùn)滑軸承低。
②適用速度范圍大:氣體軸承的摩阻低,溫升低,在轉(zhuǎn)速高達(dá)5萬轉(zhuǎn)/分時(shí),其溫升不超過20~30℃,轉(zhuǎn)速甚至有高達(dá)130萬轉(zhuǎn)/分的。氣體靜壓軸承還能用于極低的速度,甚至零速。
③適用溫度范圍廣:氣體能在極大的溫度范圍內(nèi)保持氣態(tài),其粘度受溫度影響很小(溫度升高時(shí)粘度還稍有增加,如溫度從20℃升至100℃,空氣粘度增加23%),因此,氣體軸承的適用溫度范圍可達(dá)-265℃到1650℃。
④承載能力低:動(dòng)壓軸承的承載能力與粘度成正比,氣體動(dòng)壓軸承的承載能力只有相同尺寸液體動(dòng)壓軸承的千分之幾。由于氣體的可壓縮性,氣體動(dòng)壓軸承的承載能力有極限值,一般單位投影面積上的載荷只能加到0.36兆帕。
⑤加工精度要求高:為提高氣體軸承的承載能力和氣膜剛度,通常采用比液體潤(rùn)滑軸承小的軸承間隙(小于0.015毫米),需要相應(yīng)地提高零件精度。
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1.氣體潤(rùn)滑軸承形成承載氣膜的機(jī)理與液體潤(rùn)滑軸承相同,故分為氣體動(dòng)壓軸承和氣體靜壓軸承。
氣體動(dòng)壓軸承:是利用氣體在楔形空間產(chǎn)生的流體動(dòng)壓力來支承載荷的。常在軸頸或軸瓦的表面做出淺螺紋槽,利用槽的泵唧作用提高承載能力。氣體動(dòng)壓螺旋槽推力軸承:為氣體動(dòng)壓螺旋槽推力軸承。
氣體靜壓軸承:氣體靜壓軸承的供氣壓力一般不超過0.6兆帕。氣體通過供氣孔進(jìn)入氣室,然后分?jǐn)?shù)路流經(jīng)節(jié)流器進(jìn)入軸承和軸頸的間隙,再?gòu)膬啥肆鞒鲚S承,在間隙內(nèi)形成支承載荷的靜壓氣膜。氣體靜壓軸承的內(nèi)孔表面一般不開氣腔,以增大氣膜剛度,提高穩(wěn)定性。
2.按承受載荷的方向不同,又可分為氣體徑向軸承、氣體推力軸承和氣體徑向推力組合軸承。
氣體軸承可用于紡織機(jī)械、電纜機(jī)械、儀表機(jī)床、陀螺儀、高速離心分離機(jī)、牙鉆、低溫運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷機(jī)、氫膨脹機(jī)和高溫運(yùn)轉(zhuǎn)的氣體循環(huán)器等。
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模擬在壓力遠(yuǎn)場(chǎng)條件下,考慮氣體可壓縮性、平箔變形和端泄效應(yīng)的箔片軸承三維氣膜流場(chǎng),得到軸承氣膜壓力和速度分布。剛性氣體軸承的壓力分布結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果吻合很好。研究考慮平箔變形情況下的承載力、端部泄漏流量等隨轉(zhuǎn)速和偏心率的變化關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn):在軸承端部存在出氣的正壓區(qū)和進(jìn)氣的負(fù)壓區(qū),與之前的文獻(xiàn)端部為大氣壓的模擬結(jié)果不同;軸承兩端的進(jìn)氣、出氣是獨(dú)立的,中心截面的流量為0;平箔變形使箔片軸承端部泄漏質(zhì)量流量變大,承載力變小。
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飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)采用動(dòng)壓氣體軸承的性能分析——采用動(dòng)壓氣體軸承替代傳統(tǒng)的油潤(rùn)滑軸承對(duì)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的影響進(jìn)行全面分析,并結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究最終得出結(jié)論:采用氣體軸承所帶來的膨脹機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提升是影響空調(diào)系統(tǒng)制冷性能及動(dòng)力性能的主要因素。在飛機(jī)...
一種機(jī)械設(shè)備用的流體軸承裝置,所述機(jī)械設(shè)備具有一活塞,所述活塞的側(cè)壁的外圓柱面與所述活塞可滑動(dòng)地安裝在其中的殼體側(cè)壁內(nèi)圓柱面緊靠地配置,以及在所述活塞圓柱面與殼體圓柱面之間具有一環(huán)隙,其特征在于:所述流體軸承裝置包括: a)一流體流動(dòng)通道,其在氣流內(nèi)自通過至少一個(gè)所述側(cè)壁上形成的多個(gè)通孔延伸入環(huán)隙;以及 b)一可透過流體的多孔體,其安裝在至少一個(gè)所述通孔的流體流動(dòng)通道上游內(nèi)。
副題名
外文題名
Study of the dynamics and stability of precision centrifuge spindle system with the externally pressurized gas bearings
論文作者
李樹森著
導(dǎo)師
張鵬順指導(dǎo)
學(xué)科專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)與理論
學(xué)位級(jí)別
d 2002n
學(xué)位授予單位
哈爾濱工業(yè)大學(xué)
學(xué)位授予時(shí)間
2002
關(guān)鍵詞
軸承 靜壓氣體軸承 精密離心機(jī)
館藏號(hào)
TH133
唯一標(biāo)識(shí)符
108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.002575645
館藏目錄
2004\TH133\15
副題名
外文題名
Study of the dynamics and stability of precision centrifuge spindle system with the externally pressurized gas bearings
論文作者
李樹森著
導(dǎo)師
張鵬順指導(dǎo)
學(xué)科專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)與理論
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d 2002n
學(xué)位授予單位
哈爾濱工業(yè)大學(xué)
學(xué)位授予時(shí)間
2002
關(guān)鍵詞
軸承 靜壓氣體軸承 精密離心機(jī)
館藏號(hào)
TH133
唯一標(biāo)識(shí)符
108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.002575645
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2004\TH133\15 2100433B