掌上透平弹性箔片动压气体轴承的试验研究

陈汝刚; 席光; 陈韬

doi:10.7652/xjtuxb201407001

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

掌上透平弹性箔片动压气体轴承的试验研究

更新时间：2025-07-09

- 掌上透平弹性箔片动压气体轴承的试验研究
- Miniature Aerodynamic Elastic Foil Gas Bearing for Palm-Sized High Speed Turboexpander
- 西安交通大学学报 2014年48卷第7期页码：1-4
- 作者机构：
  
  西安交通大学能源与动力工程学院,西安,710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2013-10-21。作者简介: 陈汝刚(1970—),男,博士,副教授。基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51076129);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(SYSPZ2011030)
- DOI：10.7652/xjtuxb201407001
  中图分类号： TH117
- 网络首发：2014-07-10，
  
  纸质出版：2014
- 稿件说明：
移动端阅览
陈汝刚, 席光, 陈韬. 掌上透平弹性箔片动压气体轴承的试验研究[J]. 西安交通大学学报, 2014,48(7):1-4.

Miniature Aerodynamic Elastic Foil Gas Bearing for Palm-Sized High Speed Turboexpander[J]. 2014, 48(7): 1-4.
陈汝刚, 席光, 陈韬. 掌上透平弹性箔片动压气体轴承的试验研究[J]. 西安交通大学学报, 2014,48(7):1-4. DOI： 10.7652/xjtuxb201407001.

Miniature Aerodynamic Elastic Foil Gas Bearing for Palm-Sized High Speed Turboexpander[J]. 2014, 48(7): 1-4. DOI： 10.7652/xjtuxb201407001.

摘要

为了满足微小型高速透平稳定、可靠运转的要求

设计研制了一种以精密机加工制作为目的的微小型箔片气体轴承

提出了以弹性鼓泡支承的新型波箔结构

其中箔片元件由表面光滑的平箔和半球型鼓泡突起体的弹性底箔组成

鼓泡箔片可采用单层鼓泡或多层鼓泡

多层鼓泡的第一层鼓泡在第二层鼓泡的跨距中央。在一台主轴轴径为6 mm的掌上高速透平上首次进行了振动特性及稳定性试验

结果表明:新型鼓泡箔片轴承具有良好的阻尼特性

对转子不稳定涡动的抑制能力较强; 鼓泡自身变形具有调节刚度和阻尼的特点; 在全动压条件下

试验透平稳定运转达到近36万r/min。

Abstract

To meet the operation requirement of miniature high speed turbo-machinery

a new type of compliant aerodynamic foil gas bearing manufactured by conventionally precise machining is developed

where the foil configuration is composed of smooth top foil and elastic bump foil with series of hemispherical convex dots. This kind of bump foil contains one layer or multilayer structure. For multilayer structure

the convex dots on the first layer are set on the middle of span of second layer convex dots. This foil bearing is firstly applied to a palm-sized high speed turboexpander with shaft diameter of 6 mm

and an experiment on a high speed gas bearing turboexpander test rig is conducted to examine the vibration characteristic and stability. It indicates that the proposed foil bearing is endowed with fine damping performance to restrain unstable whirling. The hemispherical convex dots on the foil are able to adjust foil stiffness and damping by the self-deformation. The maximum rotational speed of the tested palm-sized turboexpander reaches 360 000 r/min.

关键词

Keywords

references

HAYASHI K, HIRASATA K, HOTTA M, et al. Development of aerodynamic foil bearing for micro gas turbine[J]. Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers: C, 2006, 72(4): 1329-1336.

KIM D, CREARY A, CHANG S S, et al. Mesoscale foil gas bearings for palm-sized turbomachinery: design, manufacturing, and modeling[J]. ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2009, 131(4): 2502.

XIONG L Y, WU G, HOU Y, et al. Development of aerodynamic foil journal bearings for a high speed cryogenic turboexpander[J]. Cryogenics, 1997, 37(4): 221-230.

HOU Y, XIONG L Y, WANG J, et al. The experimental study of aerodynamic plate-foil journal bearings for high speed cryogenic turboexpander[J]. Tribology Transactions, 2000, 43(4): 681-684.

ANDRES L S, CHIRATHADAM T A. Metal mesh foil bearing: effect of motion amplitude, rotor speed, static load, and excitation frequency on force coefficients[J]. ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2011, 133(12): 122503.

ANDRES L S, CHIRATHADAM T A. A metal mesh foil bearing and a bump-type foil bearing: comparison of performance for two similar size gas bearings[J]. ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2012, 134(10): 102501.

陈汝刚,陈韬,龚超.箔片动压止推气体轴承流固耦合数值模拟.2014,48(5):72-77.[doi:10.7652/xjtuxb201405013]

赖天伟,马斌,郑越青,等.多层弹性支承箔片动压气体径向轴承稳定性的实验研究.2014,48(3):79-83.[doi:10.7652/xjtuxb201403015]

马斌,孙皖,赖天伟,等.波箔箔片动压气体轴承的实验研究.2014,48(1):118-122.[doi:10.7652/xjtuxb201401020]

周权,侯予,陈汝刚.应用于高速透平膨胀机的箔片动压气体止推轴承的试验研究.2012,46(11):49-52.[doi:10.7652/xjtuxb201211010]

陈双涛,侯予,陈汝刚,等.高速透平膨胀机临界转速的计算与分析.2010,44(9):33-37.[doi:10.7652/xjtuxb201009007]

陈汝刚,周权,刘烨,等.新型箔片动压止推气体轴承承载特性的试验研究.2010,44(9):54-58.[doi:10.7652/xjtuxb 201009011]

陈汝刚,侯予,陈纯正.微型气浮轴承高速透平膨胀机的研制.2010,44(1):61-65.[doi:10.7652/xjtuxb201001014]

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

新型箔片动压止推气体轴承承载特性的试验研究

箔片轴承结构阻尼的评价

高速透平膨胀机临界转速的计算与分析

微型气浮轴承高速透平膨胀机的研制

箔片动压止推气体轴承流固耦合数值模拟