Active Control of Hydrodynamic Gas Film Bearings with Piezo-Actuator
压电致动器液动气膜轴承的主动控制
基本信息
- 批准号:06650180
- 负责人:
- 金额:$ 1.28万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
- 财政年份:1994
- 资助国家:日本
- 起止时间:1994 至 1995
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Hydrodynamic gas film bearings are used for supporting high-speed rotating machinery such as gas expander, turbo-pomp, high-speed motor and so on. Especially, stepped gas bearings are widely used for such machinery because of their simple structure, high load carrying capacity and high stability. However, conventional type of stepped gas film bearing has disadvantage of low damping capacity for sudden changes of applied load, for example, impulsive load.The aime of this resarch is to develop a new type of hydrodynamic stepped thrust gas film bearings by use of the piezo-type actuators to control activily the step height. The experimental apparatus was designed, in which the range of rotational speed is from 0rpm to 30000rpm and the shaft is rotated with built-in-type high speed motor. The number of pads is six, the pad extent angle is 55deg., the outer diameter of pad is 30mm, the range of applied load is from 1.5kg to 2.62kg, respectively. These variables were determined by the hydrodynamic lubrication theory including the inertia effects at the step. At the present step, the rotating part of apparatus has been completed, and the stator including bearing surface is now under manufacturing. Using such type of bearing, the damping capacity of gas film can be controled actively with varying the step hight through piezo-actuator.On the other hand, the static and dynamic characteristics of stepped thrust gas bearings are theoretically examined for a wide range of operating conditons. From the numerical results, the combined effects of fluid film inertia at the step and compressibility of gas film on the bearing characteristics were clarified.
流体动压气膜轴承用于支承气体膨胀机、涡轮泵、高速电机等高速旋转机械,特别是阶梯式气体轴承因其结构简单、承载能力高、稳定性好而被广泛应用于此类机械。传统的阶梯式气膜轴承在承受冲击载荷等突变载荷时存在阻尼能力低的缺点,本研究的目的是开发一种新型的动压阶梯式止推气膜轴承,利用压电驱动器主动控制阶梯高度。设计了转速范围为0 ~ 30000 rpm的实验装置,轴由内置式高速电机驱动。焊盘的数量为六个,焊盘延伸角度为55 °,垫块外径为30 mm,载荷范围为1.5 ~ 2.62kg。这些变量是由流体动力润滑理论,包括惯性效应的步骤。在本步骤中,设备的旋转部分已经完成,并且包括支承表面的定子现在正在制造中。采用这种轴承,可以通过压电致动器对气膜阻尼能力进行主动控制,并对阶梯式止推气体轴承在各种工况下的静、动态特性进行了理论分析。通过数值计算,阐明了台阶处流体膜惯性和气膜可压缩性对轴承特性的综合影响。
项目成果
期刊论文数量(26)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
橋本巨,落合成行: "ステップスラスト気体軸受の静及び動特性" 東海大学紀要工学部. 35-1. 147-154 (1996)
Gyo Hashimoto,Y. Ochisei:“步进推力气体轴承的静态和动态特性”东海大学工程学院通报 35-1(1996)。
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- 期刊:
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- 作者:
- 通讯作者:
橋本巨,落合成行: "インパルス励振力を受けるステップスラスト気体軸受の応答特性" 日本機械学会講演論文集. (発表予定). (1996)
Masaru Hashimoto、Yukio Ochisei:“脉冲激振力下步进推力气体轴承的响应特性”日本机械工程师学会会议记录(即将发表)(1996 年)。
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- 期刊:
- 影响因子:0
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- 通讯作者:
橋本 巨,落合成行: "インパルス状励振力を受けるステップスラスト気体軸受の応答特性" 1996年日本機械学会通常総会. (発表予定).
Masaru Hashimoto、Yuki Ochisei:“受到类似脉冲激振力的步进推力气体轴承的响应特性”,日本机械工程师学会 1996 年年会(预定报告)。
- DOI:
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- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
橋本巨,落合成行: "ステップスラスト気体軸受すきまの能動制御(第1報,軸受特性解析)" 日本機械学会講演論文集. 95-10. 180-181 (1995)
Masaru Hashimoto,Yukio Ochisei:“步进推力气体轴承间隙的主动控制(第一份报告,轴承特性分析)”日本机械工程师学会会议记录 95-181(1995)。
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- 通讯作者:
橋本巨,落合成行: "周期的変動荷重を受けるステップスラスト気体軸受の応答特性" 日本機械学会講演論文集. (発表予定). (1996)
Masaru Hashimoto、Yuki Ochisei:“周期性波动载荷下步进推力气体轴承的响应特性”日本机械工程师学会会议记录(即将发表)(1996 年)。
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