为模拟动压箔片气体径向轴承在真实机械环境中的工作状态,实时监测其各项数据及性能,在对供气模块、驱动模块等进行分析的基础上,设计并搭建了一种新型动压箔片气体径向轴承实验台。实验台采用“冲压式”涡轮驱动、静压气体轴承支撑主轴。对所设计的涡轮与主轴进行模态分析,对实验台转子系统进行双面动平衡测试,找出转子不平衡的原因,完成了转子的动平衡。该实验台具有测量精度和结构稳定性高、操作方便等优点。

以箔片动压气体轴承为研究对象,针对箔片的结构特点进行轴承结构设计与改进。考虑气体可压缩性对轴承动力学特性的影响,利用fluent软件模拟轴承内气膜的二维、三维流场分布,分析轴承气膜的承载力变化情况。以刚性气体圆轴承为比较对象,改变箔片的结构参数,获得不同结构的箔片动压气体轴承的承载特性变化规律。结果表明波宽相同的情况下,全波箔片轴承与上波箔片轴承的承载力随波高的增大而下降,下波箔片轴承的承载力随波高的增大而增大直至平缓,且远大于其他类型的箔片轴承。

箔片动压气体轴承广泛应用于高速透平膨胀机、微小型燃气轮机、涡轮增压机等高速透平机械中。固体润滑涂层可为箔片动压气体轴承提供启停阶段的润滑保护，对保证箔片动压气体轴承稳定性与使用寿命至关重要。本文回顾了国内外箔片动压气体轴承固体润滑涂层的研究历史与现状；结合文献资料着重分析了PS系列、Korolon系列和DLC系列的固体润滑涂层特性，并对其应用场合和优缺点进行了探讨。