Page 131 - 《振动工程学报》2026年第3期

第 3 期 彭森泉，等： 滚动轴承-气体箔片轴承混合支承结构转子动力学试验研究 731

以基频为主导。这是因为当转速较低时，轴颈与气
2 试验结果及分析 体箔片轴承顶箔表面之间未形成气膜，处于干摩擦、
碰摩或混合摩擦状态，振动信号表现出典型的光谱
图 5 为转速为 1000、3000、5000 和 6000 r/min 时 特征：除了同期分量和对应的倍频分量外，还包含大
量的非倍频低频成分；当转速提高到起飞转速时，由
的振动幅频图，用以判断转子的起飞转速。对比 4
个转速时的振动幅值和频率可知，随着转速的升高， 于气膜的形成，以及因摩擦、碰摩产生的光谱激振源
转子振动频率成分的复杂程度逐渐下降，当转速达 消失，使得频谱中一般仅包含同期分量和倍频分量，
从而可以判断出该转子系统的起飞转速在 5000~
到 6000 r/min 时，转子振动频率几乎仅存在倍频，且
6000 r/min 之间。
对于纯气体箔片轴承转子系统而言，当转速达
到起飞转速后，由于气膜的形成和光谱激振源的消
失，转子起飞后的振幅一般会低于起飞前的振幅。
然而，从图 5 中可以看到，随着转速的提升，转子起
飞后的振幅明显高于起飞前的振幅，说明该混合支
承转子结构对转子系统起飞前的振动行为可能存在
一定的抑制作用。
图 6 所示的瀑布图显示了试验转子在不同转速
下各种频率的振幅变化情况。可以看出，在转子起
飞后，且转速不超过 18000 r/min 时，转子系统以基
频（f 0 ）振动为主；当转子转速超过 18000 r/min 时，转
子系统出现了低频涡动现象（涡动频率为 0.5f 0 ），且
涡动幅度明显大于基频振动幅度。

图 6 滚 动 轴 承 -气 体 箔 片 轴 承 混 合 支 承 转 子 系 统 随 转 速
变化的振动瀑布图
图 5 转速为 1000、3000、5000 和 6000 r/min 时的振动幅频图 Fig. 6 Vibration waterfall diagram of a rolling bearing-gas
Fig. 5 Amplitude and frequency patterns at 1000， 3000， foil bearing hybrid support rotor system as a function
5000 and 6000 r/min of rotational speed