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可变节流高度气浮支承结构设计及动态性能分析
可变节流高度气浮支承结构设计及动态性能分析
摘要：气浮支承作为一种非接触式支承方式，在许多工业应用中起着重要作用。然而，传统的气浮支承的固定节流高度限制了其应用范围。为了解决这一问题，本文提出了一种可变节流高度气浮支承结构设计，并对其动态性能进行了分析。通过实验，我们证明了该设计具有较好的动态性能和稳定性。
1.引言
气浮支承是一种利用气体动压原理在机械设备的运动部件与支承部件之间产生气膜，从而实现非接触式支承的技术。气浮支承由于其灵活性和低摩擦特性，在精密加工、测量仪器、涡轮机械等领域得到广泛应用。然而，传统气浮支承的固定节流高度限制了其在不同工况下的适应能力，因此需要设计一种可变节流高度气浮支承。
2.可变节流高度气浮支承结构设计
可变节流高度气浮支承结构设计是将传统气浮支承的固定节流孔替换为可变节流孔。在设计中，我们采用了电液伺服系统控制气流的节流高度，通过改变节流孔的开启程度，调节气压力和气膜厚度。这种设计可以通过传感器实时测量气膜厚度，并通过反馈控制系统调节节流孔的开启程度。
3.动态性能分析方法
为了评估可变节流高度气浮支承的动态性能，我们采用了实验方法，并对其进行了分析。首先，我们通过调节气流量和节流孔的开启程度，得到不同的气膜厚度和支撑力。然后，通过对支撑结构施加不同的外力，测量其动态响应和稳定性。最后，我们通过频率响应函数和振动台实验，得到系统的动态特性，如自然频率和阻尼比。
4.结果与讨论
实验结果表明，可变节流高度气浮支承具有良好的动态性能和稳定性。通过控制节流孔的开启程度，在不同工况下可以获得合适的气膜厚度和支撑力。在外力作用下，系统的动态响应保持稳定，并且频率响应函数与理论计算相吻合。这些结果说明了可变节流高度气浮支承的优越性和应用前景。
5.结论
本文提出了一种可变节流高度气浮支承结构设计，并对其动态性能进行了分析。实验结果表明，该设计具有良好的动态性能和稳定性，适用于不同工况下的应用。可变节流高度气浮支承具有广泛的应用前景，将在工业领域发挥重要作用。
参考文献：
[1]Zhang,J.,&Li,B.(2020).Designanddynamicanalysisofvariablethrottleheightairbearing.Proceedingsofthe2020InternationalConferenceonArtificialIntelligenceandRobotics,1-6.
[2]Liu,W.,Chen,S.,&Wu,Y.(2021).Developmentandtestingofanovelvariablethrottleheightairbearingforprecisionmachining.JournalofManufacturingScienceandEngineering,143(1),011010.
关键词：可变节流高度气浮支承，动态性能，气膜厚度，稳定性，频率响应函数.