气体挤压膜承载能力的实验研究

气体挤压膜润滑是通过压电陶瓷或者其他机械方法使得两润滑表面产生法线方 向的振动在两表面之间产生高于外界大气压的气膜压力以起到润滑效果，相比于气体静压润滑和动压润滑，具有不需要外部气源和不依赖轴转速的优点 ，近年来得到了国内外学者的广泛关注。黄明军等研究了超声振动对于两接触表面的摩擦力的影响；常颖等对超声波轴承的作用机理做了研究，并对其设计的压电陶瓷振子进行了理论和实验上的研究 ；魏彬则考虑 了激振盘振型对气体挤压膜承载能力的影响，并研究 了激振圆盘的声压辐射，从声学角度对气膜的承载能力进行了分析 ；Shigeka.Yashimoto和 T.A.Stolarski从 20世纪9O年代初开始研究挤压膜直线导轨，其设计的挤压膜导轨能够实现稳定的自悬浮 J。本文在前人研究的基础上，设计了-种新型的压电换能器，能够使得激振盘产生较大的振幅从而实现较大的承载能力，并进行了实验上的验证和分析。

1 实验设计图1为本文的设计实验装置示意图，在压电陶瓷上施图1 实验装置示意图加高频交变电压，使压电陶瓷产生高频激振，经超声变幅杆放大以后传递到激振盘，对激励盘和悬浮盘中气体进行周期性的挤压使得气膜内压力升高，从而悬浮起-定质量的物体。如果把悬浮物体固定于-定的高度，则可以测得在气膜厚度-定的情况下气体挤压膜能够产生的承载力。

实验中所使用的压电陶瓷为圆环型，外径和内径分别为34 mm和24 mil，厚度为12 mm。变幅杆的设计参考设计手册” ，在这里锥形端长度为 77 mm，圆柱体长度为49.6 mil，直径为8.5 mm，材料为 45钢。激振盘的直径为50 mm，厚度为3 mm，材料为铝合金。

基金项目：国家 自然科学基金资助项目(50975138)作者简介：王胜光(1986-)，男，硕士研究生，研究方向为气体挤压膜润滑理论。

· 20· htp：/ZZHD.chinajourna1.net.ca E-mail：ZZHD###chainajourna1.net.ca《机械制造与自动化》· 机械制造 · 马凌腾 ，等 ·端壁间隙流动对轴流泵性能影响分析3 结论1)随着叶片顶端间隙增大，轴流泵的扬程和效率都将减少，这是由于间隙变大导致间隙流对主流的影响增大，迫使流场紊乱，使泵的扬程效率降低。

2)随着叶片顶端问隙增大，叶片高压面和低压面的压力差减小，叶片进口处的负压增高降低了发生气蚀的可能。

3)间隙和流量都会对叶片顶端回流产生-定的影响，间隙和流量越大，叶片顶端间隙就越不容易发生回流。

4)间隙的大小直接影响到泵的性能 ，大间隙影响泵的效率而袖隙会提高叶片发生气蚀的几率。因此合理的间隙尺寸才能使泵的性能更加完善。