精密H型气体轴承的动态起动接触行为分析

来源：机械工程学报杂志2018年第6期北京时间：

作者：张传伟, 李东升, 古乐, 王黎钦, 孙涛

单位：1. 哈尔滨工业大学机电工程学院 哈尔滨 150001;2. 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室 哈尔滨 150080

摘要：考虑气体稀薄效应和表面粗糙度，计算精密H型气体轴承的动态气浮力和接触力，分析气体轴承起动过程中转子的轴向运动行为和最小气膜厚度，讨论气浮面的螺旋槽数量和深度对气体轴承起动行为的影响。分析结果表明：随着转子转速增加，H型气体轴承的气浮力逐渐增大，转速约为200 r/min时气浮面与转子脱离接触；随着气浮面螺旋槽数量增加，气浮力增加、接触力降低，但槽数多于10时二者的变化量较小。考虑到微型螺旋槽的加工成本与效率，气浮面螺旋槽数量的优化值为10；随着螺旋槽深度增加，气浮力先增加后减小、接触力先降低后升高，深度为1.5 μm的螺旋槽产生最大气浮力和最小接触力，因此，精密H型轴承起动状态最优的螺旋槽深度为1.5μm。

关键词：粗糙峰接触,精密H型气体轴承,起动过程,气体稀薄效应；

基金资助：国家自然科学基金联合基金（U1537214）、国家自然科学基金委员会创新研究群体科学基金（51521003）和中国博士后科学基金（2016M591523）资助项目。