赵雪源

相对于刚性气体轴承和滑动轴承，气体箔片轴承中的径向间隙是一个复杂的概念。当箔片轴承中转轴的转速为零时，由于顶箔和波箔的成型精度和部分区域回弹导致顶箔和转轴表面并不存在明确的径向间隙。同时，由于箔片轴承在实际装配时顶箔、波箔和轴承套之间并不能贴合，也导致轴承中理论存在的径向间隙消失，顶箔和转轴表面存在预载。

图1 径向轴承滞回曲线

气体箔片轴承中实际径向间隙可由静态循环载荷实验测得的滞回曲线和结构刚度曲线得到。箔片轴承的滞回曲线如图1所示。在图1中，当变形位移从零开始增加时，静态载荷开始随变形缓慢增长，基本呈线性变化。当变形位移达到特定值时，轴承静态载荷随位移变化开始迅速增长，出现明显的跳跃现象。这是由于位移较小时轴只需要克服顶箔回弹变形和挤承结构之间的间隙，所以需要的静态力较小，当位移较大时，轴开始挤承弹性支承结构，需要的作用力开始迅速增大。

图2 径向轴承刚度曲线

由滞回曲线得到的轴承结构刚度曲线如图2所示，结构刚度由轴承在各个变形位移处的载荷和位移的导数计算。当单边变形位移小于40微米时，刚度曲线存在明显的低刚度区域，在此区域内刚度小于0.2 MN/m。当轴承变形位移超出此区域时刚度迅速增加，在变形为58微米时达到2.9 MN/m。结构刚度曲线的低刚度区域被认为是轴承的真实径向间隙。根据分析结果可得该箔片轴承的单边径向间隙测量结果约为40微米。通过这种方法即可以相对准确的测量箔片轴承径向间隙的真实值。