随机表面粗糙度对MEMS径向气体轴承性能的影响

基于分形几何理论表征了MEMS径向气体轴承的随机粗糙表面,修正了气体的雷诺方程,研究了径向轴承中气体薄膜在滑移效应和粗糙度耦合作用下的压强分布、承载能力等轴承特性。结果表明:由于表面粗糙度的影响,气体轴承压力分布、承载能力具有非线性特性,波动较明显。

微转子系统径向气体轴承特性

充分考虑滑移边界条件的影响,利用数值计算方法对微机电系统(Micro-electro=mechanical systems,MEMS)中微转子系统径向气体轴承的雷诺方程进行修正求解,得到轴承内部真实的气压分布,进而求得微气体轴承的承载能力和偏位角。通过与宏观无限短轴承模型的结果进行对比分析,发现滑移效应对气体轴承特性的影响规律。宏观无限短轴承模型和无滑移边界模型均会高估气体轴承的承载能力,特别是偏心率较高时(ε>0.6),产生的偏差更大;微转子系统在高速或超高速工况下运转,可以提高气体轴承的气压和承载能力。