随着经济的发展,密封设备随之更新换代。具有无磨损、功耗小、泄露少等优点的干气密封普及越来越高,在各领域被广泛应用。以干气密封为密封机构的压缩机中,叶轮转子在高速运转时由于内部流场流固耦合作用等因素产生的激振力或系统由于不平衡量产生的离心力等,难免会使设备系统发生振动,进而对干气密封产生干扰导致间隙的发生变化,极为可能造成动静环发生摩擦碰撞,严重时会使干气密封失效,设备不能正常运行。因此,为保证干气密封或装置的稳定性,基于大系统实际工况下干气密封的动态特性急需我们探索。要研究基于叶轮转子系统下干气密封的动态特性,干气密封间气膜刚度的研究是必不可少的。本文利用SolidWorks三维建模软件分别对不同气膜厚度、槽深、槽数及螺旋角的气膜进行几何建模,利用ICEM软件对其进行网格划分,再应用FLUENT软件进行流场仿真模拟计算,分别求出不同结构参数气膜对应的开启力,利用最小二乘法原理分别拟合出开启力与不同结构参数的多项式,并对多项式关于气膜厚度求导,得出气膜刚度与不同结构参数的关系式。通过对比气膜刚度变化规律曲线发现:气膜刚度随着气膜厚度的增大而减小,并逐渐趋于平稳。当槽深为12μm,槽数为12,螺旋角取22°时干气密封气膜刚度性能达到最佳。以叶轮转子-轴承-干气密封系统轴系为研究对象,利用SolidWorks进行几何建模,考虑转子陀螺效应,对轴系进行临界转速的计算,得到轴系的一阶、二阶临界转速分别为13744 r·min^-1、34380 r·min^-1;对不同轴承刚度的轴系进行临界转速计算,研究表明随着轴承刚度的增大临界转速也增大并趋于平稳;再以动平衡精度理论为依据,计算最大许用不平衡量在最大工作转速时引起的离心力为激励载荷,对轴系进行谐响应分析,研究表明在激励作用下轴系会在一阶固有频率及二阶固有频率处发生共振,验证了轴系的固有频率的计算的准确性。为探究基于叶轮转子系统下干气密封轴向振动特性,运用数学建模及几何建模分别论证分析。基于干气密封结构特性,建立叶轮转子-轴承-干气密封系统轴向振动模型,采用待定系数法进行求解,推导得出动静环轴向振动幅值表达式。建立含静环的叶轮转子-轴承-干气密封系统几何模型,运用ANSYS Workbench软件进行轴向振动模拟仿真。结合模拟仿真结论与理论结果发现气膜刚度对动、静环振动幅值的影响不大;动、静环振动频率相同、振动幅值也相同,说明动、静环的追随性高,其间隙稳定,从而保证干气密封的稳定运行;动、静环位振动幅值与激振力成正比关系,激振力越大,则动、静环振动位移就越大。