氢燃料电池空压机动压箔片轴承设计与试验

针对野外战车应急发电机组的氢燃料电池空气压缩机,使用空气动压箔片轴承代替滚动轴承,提出了一种无油空压机轴系的设计方法。先通过预估轴承支承刚度进行轴系的转子动力学分析,根据分析结果设计符合支承刚度和空压机轴向推力要求的气体动压箔片轴承,形成完整的设计方案,并成功应用于轴承-转子系统中。测试了空压机轴系全转速范围内的轴系升降速振动三维频谱图和在40000、60000、80000和100000 r/min下的转子振幅和轴心轨迹,以及耐久性实验的轴系振动结果和轴承温升特性。实验结果表明,设计的轴承性能良好,轴系具有良好的转子动力学稳定性,验证了所提出的轴承设计方案的可行性。

弹性箔片空气动压轴承的完全气弹润滑解

弹性箔片空气动压轴承被广泛应用于各种透平机械中,然而由于其结构的复杂性,对于这类轴承的建模、静动态性能计算以及相应转子系统动力学分析等理论研究一直处在严重滞后于实验研究的被动局面.通过引入柔性箔片的静、动变形以及联立求解气体润滑Reynolds方程和弹性箔片的静、动变形方程,给出了弹性箔片空气动压轴承的完全气弹润滑耦合解,完全气弹润滑解不仅适用于箔片轴承的静态性能分析,同样也适用于动态刚度和阻尼的计算,从而为弹性箔片空气动压轴承静、动态性能分析和相应转子系统动力学行为预测提供了系统的理论与分析方法.