及服役温度范围宽等优点[1-2]，广泛应用于空气压缩机、高速离心机和透平膨

　　丰富的研究成果。赵三星等[5]发现轴向槽圆柱气体动压轴承的承载力和偏位角

　　会随着开槽位置的改变呈周期性变化。LEE 和KIM[6]通过耦合求解波箔型径向

　　小而升高，随载荷和转速的增大而急剧升高。田宇忠等[7]发现轴承的承载能力

　　会随着轴向槽宽度与数目的增大而逐渐降低。RAHMATABADI 等[8]通过有限元

　　法求解微极性流体润滑Reynolds 方程，发现承载力、偏位角和摩擦力随预负

　　小。燕震雷和伍林[9]结合牛顿迭代法和有限差分法求解考虑气体稀薄效应的修

　　正Reynolds 方程，探讨了不同边界滑移条件对三瓦可倾瓦动压气体轴承承载

　　凯等人[10]建立了考虑接触面库仑摩擦的三瓣式气体箔片轴承气弹耦合模型，

　　而显著提高。DAS 和ROY[11]通过数值求解非牛顿流体润滑的量纲一化

　　Reynolds 方程，对比了牛顿/非牛顿流体润滑剂润滑下二、三、四叶滑动轴承

　　静态特性曲线，发现当非牛顿润滑剂的膨胀系数为1.3 时三叶轴承拥有最大承

　　载力，而牛顿流体润滑下的二叶轴承具有最大的姿态角和流量系数。LV 等[12]

　　载能力随偏斜角和沟槽数的增加而减小。LI 等[13]结合线性摄动法和有限差分

　　法求解静压气体轴承的非定常Reynolds 方程，得到了不同供气孔径且不均匀

　　性。化文灿等[14]基于有限差分法对2 种波箔型动压气体轴承的定常Reynolds

　　本文作者通过数学变换将多叶动压轴承的气体润滑Reynolds 方程转化为标准

　　瓦上承载方式，位于瓦1 与瓦2 之间时为瓦间承载方式。图中ξ 为瓦间角，α

　　运动方程、连续性方程、气体状态方程和 Navier-Stokes 方程，可得到可压缩

　　式中：ρ 为气体密度；h 为气膜厚度；μ 为气体动力黏度；U 为轴颈表面速度，

　　U=ωR；ω 为轴颈转速；t 为时间；x 为轴承周向坐标；z 为轴承轴向坐标。

　　式中：Cb 为轴承半径间隙；Cp 为装配间隙；βi 为第i 块轴瓦的支点位置角；e

　　凑形式，突出各有关因素的作用。则等温条件下气体润滑Reynolds 方程的量

　　式中：L 表示轴承宽度；φ0 为从角起线到轴瓦进气端的角度；φ1 为从角起线

　　为了快速求解动压气体润滑Reynolds 方程，需将其化为标准偏微分方程的形

　　式进行求解。通过简单的数学变换[20]，令S=PH，则Π=S2=(PH)2，式(3)可

　　通过移项，多叶动压气体轴承的静态润滑Reynolds 方程(3)可整理为

　　差分的步长Δφ、Δλ 划分为许多网格。如图2 所示，共划分有(m+1)×(n+1)个

　　网格点，每个节点的位置用(i，j)编号表示，节点(i，j)上的P 值用Pi，j 表示，

　　式中：Fx 和Fy 分别为轴承在垂直和水平方向上的气膜合力；P0 为静态气膜合

　　图1 所示的三叶动压气体滑动轴承进行静态性能计算，具体计算流程如图3 所

　　承承载力，并与文献[20]的结果进行了对比，如图 4 所示。两者结果吻合良好，

　　在ε=0.6，mp=0.4，Λ=3 和L/D=1.5 时，计算得到不同瓦块分布位置的量纲一

　　最小气膜厚度位置处出现最大气膜压力。瓦上承载方式的最小气膜厚度(为 0.29)

　　大于瓦间承载的最小气膜厚度(为0.25)，且最大气膜压力高出瓦间承载方式近

　　30%。这是因为瓦上承载方式的主要承载区域位于主要承载瓦2 上，而瓦间承

　　载方式的主要承载区域位于瓦1 和瓦2 间，在外载荷作用下润滑气体经轴向槽

　　图6 给出了当Λ=0.6，L/D=1.5 时，承载力W、偏位角θ、轴颈表面周向摩擦

　　因数-fJ 和单位时间内流入瓦2 的质量流量Qmx_in2 随偏心率和预负荷系数

　　系数的增大，W和-fJ 迅速增大；同时，在不同预负荷系数条件下，瓦上承载方

　　式的承载能力始终优于瓦间承载方式。从图6(c)中可以观察到，当偏心率小于

　　0.4 时，瓦上承载和瓦间承载方式的摩擦因数相差不大；在预负荷系数为0.3 和

　　0.5 且偏心率大于0.4 时，瓦间承载方式的-fJ 略微大于瓦上承载方式；当预负

　　荷系数为0.7 时，小偏心率下的瓦上和瓦间承载方式的摩擦因数几乎一样；但

　　当偏心率为0.8 时，出现瓦上承载方式的摩擦因数高于瓦间承载方式的情况，

　　要承载瓦。从图6(b)(d)可知，瓦上承载方式的偏位角θ 呈现出随预负荷系数的

　　和偏心率的增大，Qmx_in2 逐渐下降，这是因为轴瓦间隙随着预负荷系数的增

　　大而变小，所以质量流量减小。瓦间承载方式的偏位角θ 和Qmx_in2 随偏心率

　　荷系数的变化曲线，瓦上承载方式的承载力始终高于瓦间承载方式。由图7(b)

　　可知，-fJ 随轴承数和长径比的增加而线性增加，瓦上承载方式的摩擦因数与瓦

　　间承载方式相差不大。由图7(c)可知，瓦上承载方式的Qmx_in2 随轴承数的增

　　的面积随长径比的增大而变大。瓦间承载方式的Qmx_in2 随轴承数的增加而缓

　　(1)长径比和轴承数对多叶动压气体轴承的承载能力影响显著，长径比的增大可

　　(2)预负荷系数可为多叶动压气体轴承的轴瓦提供预紧压力，较大的预负荷系数

　　(3)瓦块分布方式对多叶动压气体滑动轴承的静态性能影响显著，瓦上承载方式