静压气体轴承具有高速、精密、无摩擦等优点,广泛应用于超精密加工与测量设备。随着相关技术的快速发展,对气体轴承性能的要求越来越高,节流形式作为影响静压气体轴承的关键因素,已经成为了国内外学者的不断研究和应用的对象。目前,气体润滑轴承的节流形式主要分为小孔节流、表面节流、狭缝节流,以及多孔质节流。简单的孔型节流,由于气腔的存在,容易产生“气锤”现象,严重影响静压气体轴承的稳定性;表面节流轴承虽然稳定,但其承载力和刚度较低;狭缝节流轴承刚度高、稳定性好,但加工过程困难;与传统的节流方法相比,多孔材料节流具有承载力大、刚度高的优点,然而在多孔材料中,孔的分布是不规则和不均匀的,流体在其中的流动和其边界条件都变得非常复杂。针对以上问题,本课题设计研究了一种复合节流式静压气体轴承,主要完成了以下几方面的工作:(1)利用小孔节流器结构简单、不易堵塞的特点和多孔材料静压气体轴承的承载力大,稳定性强等特点,设计了一种复合节流式静压气体轴承。(2)通过FLUENT仿真软件,分析了复合节流式静压气体轴承气膜内的压力分布以及流体的运动轨迹,采用大涡模拟分析了复合节流式轴承的稳定性,并将其稳定性和静态性能与传统的静压气体轴承进行对比。结果表明,复合节流式静压气体轴承稳定性远优于孔式节流静压气体轴承;在一定的气膜厚度范围内,复合节流式静压气体轴承的承载力和刚度都大于传统的静压气体轴承。(3)分析了供气压力,节流孔数量、直径、分布位置以及多孔材料厚度、渗透系数、直径对轴承静态性能的影响。并且在优化设计的基础上,获得具有最佳承载力和刚度的轴承结构参数。(4)研究了轴承的动态性能。结果表明,轴承动态性能随转速的增大呈现先增大后减小的趋势。轴承转速达到10.5万转每分时,承载力达到最大值。(5)完成了复合节流式静压气体轴承的加工,测试轴承性能,并与仿真计算结果进行对比。结果表明,实验测试结果与仿真计算结果吻合良好。