机械工程学报

作者：栾雯霖, 王园丁, 王浩明, 刘艳, 李祥龙, 徐方程

单位：1. 大连理工大学能源与动力学院 大连 116024;2. 上海空间推进研究所 上海 201112;3. 上海空间发动机工程技术研究中心 上海 201112;4. 大连理工大学船舶工程学院 大连 116024;5. 大连理工大学控制科学与工程学院 大连 116024

关键词：螺旋槽气体止推箔片轴承,仿真,承载力,摩擦力矩,螺旋槽结构参数；

基金：某部委重大专项(2023KGW·YY4007Tm)、航空发动机及燃气轮机重大专项(J2019-IV-0021)和中央高校基本科研业务费专项资金(DUT22YG112，DUT24GF111)资助项目。

目前，气体箔片轴承的承载能力不足，限制了其在高功率和高载荷涡轮机械领域的应用。为了提高承载能力，提出了一种新型的混合式气体止推箔片轴承，其顶层箔片表面具有螺旋槽，保留了气体止推箔片轴承简单结构的优点，并将顶层箔片表面的螺旋槽作为轴承的辅助增压机制，使其在楔形动压效应的基础上，利用螺旋槽的泵压效应和周向阶梯效应进一步提高轴承的承载能力。建立了无槽气体止推箔片轴承和螺旋槽气体止推箔片轴承的物理模型。采用有限差分法，耦合求解雷诺方程、考虑螺旋槽的气膜厚度方程和箔片变形方程，得到了无槽气体止推箔片轴承(GFTB)和螺旋槽气体止推箔片轴承(GFSFTB)的静态特性。此外，研究了螺旋槽结构参数(槽位置、槽数、槽深、槽宽比、槽长比和螺旋角)以及楔形入口高度对螺旋槽气体止推箔片轴承的摩擦力矩、承载能力和极限承载能力的影响，并获得最佳螺旋槽结构参数。该研究内容主要针对轴承的静态特性。仿真结果表明，GFSFTB的承载能力和轴承刚度显著优于传统的无槽气体止推箔片轴承。因此，所提出了一种用于气体止推箔片轴承性能优化的可行方法，并拓展了箔片轴承的应用前景。

来源：2025年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

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