賈晨輝，張海江，邱明，馬文鎖

(河南科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，河南 洛陽 471003)

氣體軸承具有轉(zhuǎn)速高，精度高，摩擦小，無污染，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、國防裝備、空中制導(dǎo)及精密儀器等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用[1-3]。由于氣體的可壓縮性，軸承高速運(yùn)行時(shí)氣膜剛度阻尼小，承載力低，易失穩(wěn)[4]，限制了氣體軸承的應(yīng)用和發(fā)展。因此，通過理論和試驗(yàn)研究氣體軸承工作機(jī)理和靜動態(tài)特性，對提高氣體軸承的承載和穩(wěn)定性具有十分重要的意義[5-6]。

國內(nèi)外專家學(xué)者在氣體軸承穩(wěn)定性研究方面做了大量工作，并探索出一系列氣體軸承穩(wěn)定性試驗(yàn)裝置及測試方法。如文獻(xiàn)[7]建立了氣體軸承軸徑渦動為簡諧振動的理論模型，計(jì)算了氣體軸承氣膜力并求解其剛度、阻尼。文獻(xiàn)[8]通過試驗(yàn)分析動壓氣體軸承的渦動機(jī)理和動力學(xué)行為，預(yù)測軸承失穩(wěn)點(diǎn)。文獻(xiàn)[9]使用剛度和承載性能改良過的氣體軸承，通過控制氣膜壓力提高轉(zhuǎn)子精度和動力學(xué)特性。文獻(xiàn)[10]在電主軸氣體軸承試驗(yàn)臺上進(jìn)行砝碼加載試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)氣體軸承溫度和振幅隨著載荷的增加而增加。文獻(xiàn)[11]在氣體軸承支承立式電主軸上進(jìn)行多次升速試驗(yàn)，研究動靜壓氣體軸承1階、2階臨界轉(zhuǎn)速及軸承失穩(wěn)過程的動力學(xué)特性。文獻(xiàn)[12]在反置軸承試驗(yàn)臺上使用復(fù)合激振法求解獲得了油膜軸承的動態(tài)特性系數(shù)。文獻(xiàn)[13]的試驗(yàn)表明波箔彈性元件剛度對氣體軸承性能有重要影響。文獻(xiàn)[14]搭建了測量徑向和止推氣體軸承壓力分布的氣體軸承試驗(yàn)機(jī)。目前國內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)在氣體軸承理論和試驗(yàn)研究方面取得了豐碩成果，但是和國外相比仍存在一定差距。

在上述研究的基礎(chǔ)上，以球面螺旋槽氣體軸承為研究對象，設(shè)計(jì)了全新的動靜壓氣體軸承試驗(yàn)臺，用于測量氣體軸承的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、振動位移、軌跡、頻譜、起飛轉(zhuǎn)速及碰磨狀況。并采用MATLAB，MYSQL數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線和離線處理與計(jì)算，分析求得軸承全周期運(yùn)行時(shí)的剛度、阻尼等靜動態(tài)特性系數(shù)，研究外部載荷、運(yùn)行參數(shù)對氣體軸承運(yùn)行狀態(tài)及穩(wěn)定性的影響。

1 試驗(yàn)原理

試驗(yàn)臺由高壓氣源Ⅰ、軸承試驗(yàn)機(jī)Ⅱ、電磁激振系統(tǒng)Ⅲ、信號檢測系統(tǒng)Ⅳ、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)Ⅴ這5部分組成，總體方案如圖1所示。設(shè)備1～6依次連接組成高壓氣源，可提供2.4 L/min，0.8 MPa的高壓氣體，高壓氣體中的一部分作為支承氣體供給氣體軸承，另一部分作為動力氣體供給渦輪；電磁激振系統(tǒng)在x，y，z方向上對氣體軸承轉(zhuǎn)子進(jìn)行激振；信號檢測系統(tǒng)在圖2所示轉(zhuǎn)子中間質(zhì)心①，②和轉(zhuǎn)子端面③測量轉(zhuǎn)子x，y，z方向上的位移、轉(zhuǎn)速及軸承碰磨數(shù)據(jù)，并寫入MYSQL數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與MYSQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲、交換、處理與計(jì)算，并分析監(jiān)控氣體軸承的運(yùn)行狀態(tài)。

1—空氣壓縮機(jī)；2—儲氣罐；3—高溫冷凍干燥機(jī)；4—分離過濾器；5—主管路過濾器；6—除油過濾器；7—渦輪閥門；8—軸承供氣閥門；9—z軸電磁激振器；10—渦輪；11—轉(zhuǎn)子；12—?dú)怏w軸承；13—x軸電磁激振器；14—y軸電磁激振器；15—激光位移傳感器；16—轉(zhuǎn)速傳感器；17—數(shù)據(jù)采集箱

2 氣體軸承試驗(yàn)機(jī)

2.1 試驗(yàn)機(jī)本體

軸承試驗(yàn)機(jī)是氣體軸承運(yùn)行和檢測的基體。如圖2所示，氣體軸承試驗(yàn)機(jī)主要由軸承-轉(zhuǎn)子部分、驅(qū)動渦輪部分、軸承座、機(jī)架、電磁激振器支架等組成。為了避免軸承座、機(jī)架、渦輪等零件與軸承、轉(zhuǎn)子因電磁激振相互作用對轉(zhuǎn)子運(yùn)行狀態(tài)造成影響，轉(zhuǎn)子和加載螺母選用7075鋼，軸承選用石墨材料，其余零件的材料均使用不導(dǎo)磁的不銹鋼。軸承型腔直徑50 mm,氣膜厚度30 μm，軸承和轉(zhuǎn)子的具體參數(shù)見表1，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1—機(jī)架；2—y軸電磁激振器及其支架；3—轉(zhuǎn)子；4—?dú)怏w軸承；5—x軸電磁激振器及其支架；6—軸承座；7—渦輪；8—z軸加載螺母；9—z軸電磁激振器及其支架

表1 軸承、轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)參數(shù)

圖3 軸承及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖

2.2 轉(zhuǎn)子碰磨回路設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)子碰磨回路配合碰磨信號驅(qū)動電路測量軸承、轉(zhuǎn)子的碰磨狀況，將圖2轉(zhuǎn)子碰磨回路部分放大如圖4所示。碰磨信號驅(qū)動電路接到試驗(yàn)機(jī)正負(fù)接線端子上，向軸承試驗(yàn)機(jī)提供3 V的直流電信號。當(dāng)轉(zhuǎn)子懸浮時(shí)，轉(zhuǎn)子與軸承不接觸，虛線所示軸承、轉(zhuǎn)子碰磨回路斷開；當(dāng)軸承、轉(zhuǎn)子碰磨時(shí)，轉(zhuǎn)子與軸承接觸，軸承、轉(zhuǎn)子碰磨回路接通。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過檢測碰磨電路通斷狀態(tài)測量轉(zhuǎn)子碰磨狀況。

圖4 碰磨回路放大圖

2.3 電磁激振器安裝

x，y軸電磁激振器直接對轉(zhuǎn)子進(jìn)行電磁加載，z軸電磁激振器則需通過加載螺母間接對轉(zhuǎn)子進(jìn)行電磁加載。加載螺母的安裝如圖2所示，先使用塞尺分別調(diào)整x，y軸電磁激振器與轉(zhuǎn)子，z軸電磁激振器與加載螺母之間的間隙為0.5～1.5 mm，然后擰緊螺釘將其固定在支架上，軸承試驗(yàn)臺實(shí)物如圖5所示。

圖5 軸承試驗(yàn)臺實(shí)物圖

3 電磁激振系統(tǒng)

氣體軸承轉(zhuǎn)速高，承載能力小，為降低磨損，減少物理接觸，采用電磁激振方式進(jìn)行加載。試驗(yàn)臺氣體軸承設(shè)計(jì)最大承載力為8.624 N，為使軸承剛度和阻尼系數(shù)線性變化，最大電磁激振力應(yīng)小于軸承最大靜載荷的5%[15]，試驗(yàn)機(jī)電磁激振系統(tǒng)的最大激振力(0.3 N)滿足要求，具體工作原理如圖6所示。

圖6 電磁激振原理圖

綜上分析，選用HDG2000B型信號發(fā)生器產(chǎn)生x，y軸電磁激振信號，選用VC2002型函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生z軸電磁激振信號；采用GF20-2型直流功率放大器放大電磁激振信號并輸入到電磁激振器；同時(shí)使用功率150 W的KXN-305D直流電源進(jìn)行直流供電；x，y軸采用DJ-10型電磁激振器，z軸采用DJ-10B型電磁激振器；信號發(fā)生器、功率放大器及電磁激振器依次連接構(gòu)成如圖6所示電磁激振系統(tǒng)。

電磁激振系統(tǒng)可對轉(zhuǎn)子進(jìn)行頻率為0～20 kHz的正弦波、方波、矩形波、鋸齒波和三角波等形式的電磁激振。通過調(diào)整靜態(tài)輸入電流和動態(tài)輸入電流，電磁激振力可在0～0.3 N內(nèi)以0.001 N為單位進(jìn)行調(diào)節(jié)；通過程序控制信號發(fā)生器可調(diào)整電磁激振力的加載形式。

4 信號檢測及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

4.1 信號檢測系統(tǒng)

信號檢測系統(tǒng)用于測量氣體軸承轉(zhuǎn)子的運(yùn)行數(shù)據(jù)，其包括位移檢測、轉(zhuǎn)速檢測和碰磨檢測3部分。如圖7所示，激光位移傳感器、信號放大器、數(shù)據(jù)采集箱依次連接構(gòu)成位移檢測部分；激光轉(zhuǎn)速傳感器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集箱依次連接構(gòu)成轉(zhuǎn)速檢測部分；試驗(yàn)機(jī)碰磨回路、碰磨信號驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)采集箱依次連接構(gòu)成碰磨檢測部分；數(shù)據(jù)采集箱通過USB接口連接到電腦端構(gòu)成信號檢測系統(tǒng)，測量轉(zhuǎn)子位移、轉(zhuǎn)速及碰磨信號。

圖7 信號檢測原理圖

選用sick ODM24-2(s)激光位移傳感器測量轉(zhuǎn)子的位移信號，sick ODM24-2(c)信號放大器放大位移信號；選用FS-N10光纖轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速信號，HRSP-0110數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換和處理；使用PCB板設(shè)計(jì)、搭建轉(zhuǎn)子碰磨回路驅(qū)動電路；選用8通道16位數(shù)據(jù)采集箱及HRsodft_DW_V2.06采集軟件采集轉(zhuǎn)速、位移和碰磨試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

本系統(tǒng)可對轉(zhuǎn)速0～1 800 000 r/min、振幅24～26 mm的轉(zhuǎn)子進(jìn)行最小分辨率0.1 m、頻率0～100 kHz的數(shù)據(jù)采集。通過在采集軟件HRsodft_DW_V2.06中嵌入的子程序，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)寫入MYSQL數(shù)據(jù)庫中，以便在線或離線進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要由PC端采集軟件HRsodft_DW_V2.06，MATLAB，MYSQL數(shù)據(jù)庫及EXCEL軟件組成，可實(shí)現(xiàn)在線或離線的數(shù)據(jù)測量、存儲、處理和計(jì)算。

5 試驗(yàn)測試

5.1 起飛轉(zhuǎn)速測量

起飛轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子和軸承表面由于動壓作用相互脫離接觸形成完全氣體潤滑的標(biāo)志[16]。從降低磨損,增加軸承使用壽命及安全考慮，選擇通過4次降速試驗(yàn)逐漸減小軸承供氣壓力的方案，測量軸承動靜壓耦合和純動壓起飛轉(zhuǎn)速。首先，啟動信號檢測系統(tǒng)進(jìn)行軸承、轉(zhuǎn)子碰磨測量，軸承、轉(zhuǎn)子處于靜止不動狀態(tài)，此時(shí)碰磨驅(qū)動電路碰磨指示燈閃爍蜂鳴器警報(bào)響起，開啟并緩慢增加軸承供氣壓力，當(dāng)軸承供氣壓力到0.116 MPa時(shí)，碰磨指示燈停止閃爍，碰磨警報(bào)停止，此時(shí)的供氣壓力即為軸承懸浮的最小壓力。

調(diào)整軸承供氣壓力為0.3 MPa,開啟渦輪驅(qū)動裝置將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升到30 018 r/min,將軸承供氣壓力調(diào)整到0.116 MPa，渦輪驅(qū)動停止供氣，進(jìn)行第1次降速試驗(yàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降到25 029 r/min時(shí)轉(zhuǎn)子沒有發(fā)生碰磨現(xiàn)象，說明轉(zhuǎn)子產(chǎn)生動壓效應(yīng)；將轉(zhuǎn)子加速到30 103 r/min，軸承供氣壓力調(diào)整到0.08 MPa，關(guān)閉渦動驅(qū)動裝置進(jìn)行第2次降速試驗(yàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到7 192 r/min時(shí)轉(zhuǎn)子碰磨警報(bào)響起，立刻提高軸承供氣壓力，碰磨警報(bào)停止；將轉(zhuǎn)子加速到30 079 r/min,軸承供氣壓力調(diào)整到0.04 MPa，關(guān)閉渦動驅(qū)動裝置進(jìn)行第3次降速試驗(yàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到11 628 r/min時(shí)轉(zhuǎn)子碰磨警報(bào)響起，立刻提高供氣壓力，碰磨警報(bào)停止；將轉(zhuǎn)子加速到30 046 r/min,停止軸承供氣關(guān)閉渦動驅(qū)動裝置，軸承轉(zhuǎn)子進(jìn)行第4次降速試驗(yàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到15 374 r/min時(shí)轉(zhuǎn)子碰磨警報(bào)響起，立刻提高軸承供氣壓力，碰磨警報(bào)停止，起飛轉(zhuǎn)速測試試驗(yàn)結(jié)束。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速和碰磨電壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速-時(shí)間和碰磨電壓-時(shí)間曲線及轉(zhuǎn)子起飛和降速時(shí)的碰磨轉(zhuǎn)速-供氣壓力曲線，如圖8和圖9所示。

圖8 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速-時(shí)間和碰磨電壓-時(shí)間曲線圖

圖9 轉(zhuǎn)子起飛和降速時(shí)碰磨轉(zhuǎn)速-供氣壓力曲線圖

綜上分析可知：

1) 軸承供氣壓力越大，氣膜靜壓作用越強(qiáng)，轉(zhuǎn)子起飛時(shí)所需的動壓效應(yīng)越小，起飛轉(zhuǎn)速越低；轉(zhuǎn)子純動壓起飛轉(zhuǎn)速為15 762 r/min，轉(zhuǎn)子純靜壓懸浮時(shí)起飛轉(zhuǎn)速為0。

2) 轉(zhuǎn)子起飛轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)子降速碰磨轉(zhuǎn)速高750 r/min左右，軸承供氣壓力越大，氣膜靜壓作用越明顯，轉(zhuǎn)子起飛和降速碰磨轉(zhuǎn)速差值也越小,且兩者具有相同的變化趨勢。

5.2 軸承運(yùn)行狀態(tài)測量

調(diào)整激光位移傳感器初始位移，啟動信號檢測系統(tǒng)，開始進(jìn)行低通濾波2 kHz、采樣頻率10 kHz的數(shù)據(jù)采樣。首先，將軸承供氣壓力調(diào)整到0.5 MPa保持30 s，確認(rèn)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)行且氣膜間隙無雜質(zhì)，然后緩慢降到0.3 MPa，此時(shí)轉(zhuǎn)子以146 r/min勻速轉(zhuǎn)動；將渦輪供氣壓力調(diào)整到0.35 MPa，啟動渦輪驅(qū)動，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速開始升高，轉(zhuǎn)子進(jìn)行周期1運(yùn)行，在35 000 r/min左右軌跡開始出現(xiàn)不穩(wěn)定趨勢，轉(zhuǎn)子繼續(xù)加速并在36 400 r/min左右進(jìn)入周期2運(yùn)行，轉(zhuǎn)子在38 500 r/min左右進(jìn)入混沌狀態(tài)運(yùn)行同時(shí)達(dá)到最大轉(zhuǎn)速，保持30 s關(guān)閉渦輪驅(qū)動系統(tǒng)使軸承轉(zhuǎn)子減速到初始狀態(tài)，采樣試驗(yàn)結(jié)束。

為研究試驗(yàn)過程中軸承的狀態(tài)變化，區(qū)分轉(zhuǎn)子的周期和混沌運(yùn)動，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)從MYSQL數(shù)據(jù)庫提取轉(zhuǎn)子升速過程中轉(zhuǎn)速為30 000，35 000 r/min及轉(zhuǎn)子失穩(wěn)前后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制軸承軌跡，同時(shí)MATLAB對所提取轉(zhuǎn)子的水平振動試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速Fourier變換得到軸承軌跡的頻譜圖，結(jié)果如圖10所示。

圖10 軸承軌跡頻譜圖

綜合分析可知：

1)氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性變化路徑為周期1→(隨機(jī)逆周期)→周期2→(隨機(jī)多周期)→混沌→失穩(wěn)。

2)轉(zhuǎn)子在35 000 r/min以下為線性穩(wěn)定的周期1運(yùn)動，30 000 r/min時(shí)工頻為500 Hz， 35 000 r/min時(shí)工頻為583 Hz，工頻振動占主導(dǎo)地位，由不平衡量引起的工頻振幅隨轉(zhuǎn)速的增加而增加，說明轉(zhuǎn)子加工質(zhì)量好，動平衡精度高[17]。

3)轉(zhuǎn)子在36 400 r/min左右進(jìn)入周期2運(yùn)動，此時(shí)轉(zhuǎn)子工頻為600 Hz并出現(xiàn)明顯的半頻渦動；轉(zhuǎn)子進(jìn)入周期2時(shí)不平衡量引起的工頻振幅不變，周期2中轉(zhuǎn)子振幅增加量主要是半頻渦動部分；半頻渦動引起氣膜振蕩造成轉(zhuǎn)子靜平衡點(diǎn)振動和軌跡改變，因此半頻渦動的出現(xiàn)標(biāo)志著轉(zhuǎn)子線性穩(wěn)定結(jié)束，非線性穩(wěn)定運(yùn)動開始。

4)轉(zhuǎn)子在38 500 r/min左右進(jìn)入混沌狀態(tài)運(yùn)動，此時(shí)轉(zhuǎn)子工頻為641 Hz，混沌狀態(tài)轉(zhuǎn)子不平衡量引起的工頻振幅不變，半頻渦動振幅繼續(xù)增大接近工頻，1.5倍頻振幅的出現(xiàn)和 0.5倍頻振幅附近出現(xiàn)大量低頻，導(dǎo)致氣膜振蕩加劇轉(zhuǎn)子軌跡混亂，轉(zhuǎn)子退出非線性穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)而進(jìn)入多周期或失穩(wěn)狀態(tài)；分析可知1.5倍頻伴隨失穩(wěn)的整個過程，可將其作為軸承失穩(wěn)的依據(jù)。

5.3 剛度、阻尼測量

分別將軸承供氣壓力調(diào)整到0.10，0.15，0.20，0.25，0.30 MPa重新試驗(yàn)，使用MATLAB編寫模型方程[18]求解程序，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)從MYSQL數(shù)據(jù)庫中提取軸承轉(zhuǎn)速在10 000～30 000 r/min時(shí)轉(zhuǎn)子質(zhì)心在x，y，z方向上的實(shí)時(shí)振動和轉(zhuǎn)速試驗(yàn)數(shù)據(jù)并代入下式進(jìn)行求解

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提取轉(zhuǎn)子偏心率為0.3的剛度、阻尼系數(shù)取平均值，得轉(zhuǎn)子剛度阻尼、轉(zhuǎn)速與軸承供氣壓力的關(guān)系如圖11所示(圖中縱坐標(biāo)的正、負(fù)號僅表示氣膜力的方向)。分析可知：

圖11 剛度、阻尼系數(shù)與供氣壓力和轉(zhuǎn)速的關(guān)系

1)供氣壓力增大，靜壓效應(yīng)增加，氣膜承載力和轉(zhuǎn)子抵抗外部擾動能力增大，軸承剛度系數(shù)Kee，Keθ，Kθe，Kθθ增大，且Kee增大效果顯著；轉(zhuǎn)速增加，動壓效應(yīng)增大，氣膜承載力變大，剛度系數(shù)Kee，Keθ，Kθe，Kθθ也隨之增大。

2)供氣壓力增大，靜壓效應(yīng)增加，氣膜承載力和轉(zhuǎn)子受擾后恢復(fù)初始穩(wěn)定狀態(tài)的能力增強(qiáng)，阻尼系數(shù)Bee，Beθ，Bθe，Bθθ增大；轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)子受擾后恢復(fù)初始穩(wěn)定狀態(tài)的能力減弱，軸承阻尼系數(shù)Bee，Beθ，Bθe，Bθθ減小。

5.4 電磁激振試驗(yàn)

周期2轉(zhuǎn)子運(yùn)行在非線性穩(wěn)定狀態(tài)，外部擾動易導(dǎo)致轉(zhuǎn)子進(jìn)入混沌或失穩(wěn)狀態(tài)運(yùn)行，通過電磁激振試驗(yàn)分析外部擾動對周期2轉(zhuǎn)子的影響。啟動電磁激振系統(tǒng)，在供氣壓力0.3 MPa、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速36 400 r/min時(shí)，使用0.43 N，頻率分別為100，150，200，350 Hz的電磁力對轉(zhuǎn)子進(jìn)行徑向激振，求解不同激振頻率下氣膜的剛度、阻尼系數(shù)，提取轉(zhuǎn)子偏心率為0.3時(shí)氣膜的剛度、阻尼系數(shù)并取平均值，可得剛度阻尼與頻率關(guān)系如圖12所示。分析可知：

圖12 剛度和阻尼系數(shù)與激振頻率的關(guān)系

1)主剛度Kee，Kθθ隨激振頻率增大而增大，激振頻率對交叉剛度Keθ，Kθe的影響不大。

2)除主阻尼系數(shù)Bθθ外，激振頻率對主阻尼系數(shù)Bee和交叉阻尼系數(shù)Beθ，Bθe的影響不大，頻率較大時(shí)影響甚至趨于零。

6 結(jié)論

1) 所設(shè)計(jì)球面螺旋槽氣體軸承純動壓起飛轉(zhuǎn)速為15 762 r/min，轉(zhuǎn)子起飛轉(zhuǎn)速比降速碰磨轉(zhuǎn)速高750 r/min左右，兩者均隨著供氣壓力的增大而減小。

2)氣體軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性變化路徑為周期1→(隨機(jī)逆周期)→周期2→(隨機(jī)多周期)→混沌→失穩(wěn)；轉(zhuǎn)子周期1為線性穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，不平衡量工頻振動占主導(dǎo)地位；轉(zhuǎn)子周期2為非線性穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行，半頻渦動出現(xiàn)且振幅迅速增大，工頻振幅不變；混沌狀態(tài)下0.5倍頻振幅增加且附近出現(xiàn)大量低頻，1.5倍頻出現(xiàn)。

3) 供氣壓力增大，軸承剛度和阻尼增大；轉(zhuǎn)速增加，軸承剛度增大、阻尼減??；主剛度隨激振頻率的增加而增大，激振頻率對交叉剛度和阻尼影響不大。

綜上可知，試驗(yàn)臺可進(jìn)行氣體軸承轉(zhuǎn)速、振動位移、軌跡、頻譜、起飛轉(zhuǎn)速及剛度、阻尼等測量，研究氣體軸承靜動態(tài)特性及運(yùn)行參數(shù)對軸承穩(wěn)定性的影響，達(dá)到設(shè)計(jì)目的。