动压气体箔片轴承是一种以空气为润滑介质的轴承,可应用于高速旋转机械中,具有工作转速高、摩擦磨损小、高低温环境适应性强等优点。空气箔片轴承的研究难点主要在于建立合理的箔片结构变形模型,精确耦合求解气体润滑Reynolds方程和气膜厚度方程。分离式空气箔片推力轴承的波纹箔片为条带状结构,相邻条带状波纹箔片中间的冷却通道可以提高箔片推力轴承的换热能力,降低轴承在运转过程中的大幅度温升,对分离式空气箔片推力轴承开展静特性研究,研究轴承承载力及摩擦力矩等静特性随轴承结构参数及运行参数的变化规律,对于掌握轴承的结构参数选取原则是非常必要的,同时空气箔片轴承因其复杂的结构特点,加工制造相对困难,设计制造出结构合理的箔片推力轴承并开展承载性能实验研究对于掌握空气箔片轴承的实际承载性能是非常必要的。本文对分离式空气箔片推力轴承开展性能仿真及实验研究。首先,本文针对空气箔片止推轴承扇形平箔片的结构特点,建立了用于求解平箔片变形量的三角形单元薄板模型,应用此模型可精确求解平箔片的变形量。同时依据气体动力润滑理论建立了柱坐标系定常状态下的止推轴承压力控制Reynolds方程和气膜厚度方程。采用有限单元法和有限差分法相结合的方法耦合求解了非线性压力控制Reynolds方程和气膜厚度方程,通过对气膜压力积分得到了轴承轴向承载力和摩擦力矩等静态特性。其次,搭建了空气箔片止推轴承静特性Matlab数值仿真平台,对空气箔片止推轴承结构参数及运行参数对轴承承载能力及摩擦力矩的影响规律进行了计算分析,分析了空气箔片止推轴承出口气膜厚度、轴承倾斜面高度、轴承内外半径、轴承平箔片厚度、轴承平箔片泊松比及运转转速对箔片止推轴承承载能力及摩擦力矩的影响规律。同时建立了转子止推盘倾斜状态下箔片推力轴承的润滑气膜厚度表达式,对转子止推盘倾斜时箔片止推轴承的静特性进行了研究,结果表明,当转子止推盘发生倾斜时,空气箔片止推轴承的承载力和摩擦力矩均会增大,但轴承不同扇形瓦块内的气膜压力分布不均,会对轴承局部瓦块造成较为严重的磨损。同时依据空气箔片止推轴承结构参数对轴承静特性的影响规律给出了轴承结构参数的选取原则,给出了空气箔片止推轴承的最优结构参数,对最优结构参数及原始结构参数下空气箔片止推轴承静特性进行了分析,针对波纹箔片内圈易变形的缺点对波纹箔片进行了改型。最后,对分离式空气箔片止推轴承进行了承载性能实验研究,首先对实验台的组成及实验台所能实现的功能进行了叙述,介绍了轴承摩擦力矩的测量原理,对分离式空气箔片止推轴承的设计制造过程进行了阐述,对轴承箔片材料的选择、波纹箔片的结构设计、波纹箔片冲压模具的设计以及轴承装配流程进行了叙述,最后开展了空气箔片止推轴承承载性能实验,实验过程中轴承在转子转速为80krpm时极限承载力达到68N,达到了预期的承载效果。本文的研究成果为空气箔片止推轴承的理论分析、设计制造和实验研究奠定了一定的研究基础。