Page 5 - 摩擦学学报2025年第5期
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第 5 期 蔡胜民, 等: 多叶型空气箔片轴承静动特性试验研究 639
箔片轴承的研究较少，本文中以此作为切入点，通过 严格控制顶箔和波箔的各项参数. 多叶型空气箔片轴承
搭建静态特性试验台和动态特性试验台，研究轴承的 的具体尺寸参数列于表1中，顶箔和波箔的长度小于轴
静态特性和动态特性，并在此基础上研究频率、振幅 承长度，每片波箔由3个波构成，为波箔提供弹性支撑.
和预紧力对轴承动态特性的影响，为设计和研发多叶
型空气箔片轴承提供有价值的参考. 2 静态特性试验
2.1 静态特性试验细节
1 试验轴承介绍 静态特性试验的目的主要是获取多叶型空气箔
图1所示为多叶型空气箔片轴承的三维模型，多叶 片轴承的刚度，所搭建的静态试验台如图3所示. 试验
型空气箔片轴承主要由轴承壳体、5片波箔和5片相互 台布置在光学平台上，由桁架、直线电机、静态力传
搭接的顶箔构成. 其中，顶箔和波箔起到弹性支撑的作 感器、电涡流位移传感器、测试轴承、测试轴和支撑
用，同时也提供了结构阻尼，可以在转子高速旋转的情 组成. 光学平台提供良好的隔振条件，桁架可以自由
况下提高良好的支撑性能. 顶箔的表面涂有耐磨涂层， 调整直线电机高度，力和位移传感器实时监测力和位
可以使转子在高速旋转下产生较好的摩擦接触. 图2所 移大小，测试轴承可以在测试轴上轴向自由移动.
示为多叶型空气箔片轴承的实物图，从实物图中可以看出 静态试验通过直线电机进行加载，由于直线电机
顶箔与波箔安装方式以及顶箔与顶箔相互搭接方式. 具有自锁性能，可以通过微量进给实现稳定的小幅度
多叶型空气箔片轴承的箔片尺寸较为精密，因此 变载. 直线电机的上位机是电脑的Labview控制界面，
在生产中需要严格控制各个箔片的尺寸. 5片顶箔是多 通过信号转换模块将USB信号转换为RS485信号从而
叶型的，其相互搭接在轴承壳体内产生一定的预紧，5片 控制驱动器，使驱动器驱动直线电机进给. 在空气箔
波箔安装在相应顶箔和轴承壳体之间，提供弹性支撑， 片轴承和直线电机中间安装静态力传感器，并在另一
顶箔厚度为100 μm，波箔厚度为130 μm，在生产时需要 侧安装电涡流位移传感器，传感器通过NI采集卡配合
Bump foil Top foil
Bearing housing
Fig. 1 Three-dimensional model of multi-leaf air foil bearing
图 1 多叶型空气箔片轴承三维模型
Top foil
Bearing
housing Bump foil
Fig. 2 Physical picture of multi-leaf air foil bearing
图 2 多叶型空气箔片轴承实物图
