Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Идентификатор DOI: 10.33979/2073-7408-2025-373-5-99-109
Ключевые слова: adaptive gasostatic bearing, floating ring regulator, damping, negative compliance, control pressure, адаптивный газостатический подшипник, плавающий кольцевой регулятор, демпфирование, отрицательная податливость, управляющее давление
Аннотация: В данной статье представлена конструкция и анализ адаптивного газостатического подшипника с плавающим кольцевым регулятором, предназначенного для использования в несущей системе измерительного и диагностического оборудования и обеспечивающего повышение точности и управляемости в различных приложениях. Особенностью предлагаемой консПоказать полностьютрукции является возможность динамической настройки характеристик опоры, таких как жёсткость и демпфирование, в процессе работы. Разработана математическая модель, основанная на дискретизации газовых слоёв, и специализированное программное обеспечение для расчёта статических нагрузочных характеристик подшипника. Описаны два алгоритма расчёта, оптимизированные для различных режимов работы, включая режимы положительной и отрицательной податливости. Проведён анализ влияния управляющего давления и эксцентриситетов элементов на несущую способность и устойчивость подшипника. Выявлены условия, при которых возможно достижение максимальной несущей способности, а также случаи проявления отрицательной податливости и нестабильности положения цапфы. Результаты исследования демонстрируют потенциал активного управления газостатическими опорами для расширения их применения в прецизионном оборудовании и требуют дальнейших исследований в области динамических характеристик и алгоритмов управления. Представленная работа может быть полезна для разработчиков прецизионных приборов, использующих газостатические опоры, и исследователей в области гидрогазодинамики. This paper presents the design and analysis of an adaptive gasostatic bearing with a floating ring regulator, intended for use in the support system of measurement and diagnostic equipment, and providing improved accuracy and controllability in various applications. A key specificity of the proposed design is the ability to dynamically adjust the bearings characteristics, such as stiffness and damping, during operation. A mathematical model based on the discretization of gas layers and specialized software were developed to calculate the static load characteristics of the bearing. Two calculation algorithms, optimized for different operating regimes, including positive and negative compliance modes, are described. An analysis of the influence of control pressure and eccentricity of the elements on the load capacity and stability of the bearing was conducted. Conditions for achieving maximum load capacity, as well as cases of negative compliance and instability of the shaft position, were identified. The results of this study demonstrate the potential of actively controlled gas bearings to expand their application in precision equipment and require further research in the area of dynamic characteristics and control algorithms. The presented work can be useful for developers of precision instruments using gas bearings and researchers in the field of fluid dynamics.
Журнал: Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии
Выпуск журнала: № 5
Номера страниц: 99-109
ISSN журнала: 20737408
Место издания: Орёл
Издатель: Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева