[發(fā)明專(zhuān)利]高壓曲面漸擴(kuò)式進(jìn)氣靜壓氣浮止推軸承

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710010540.8
• 申請(qǐng)日: 2007-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101055001A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫昂;王祖溫;馬文琦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F16C32/06
• 分類(lèi)號(hào): F16C32/06
• 代理公司: 大連八方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 衛(wèi)茂才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓供氣下的靜壓氣體軸承技術(shù)領(lǐng)域，具體為高壓曲面漸擴(kuò)式進(jìn)氣靜壓氣浮止推軸承，適用于需重載、高剛度的精密重型機(jī)械、測(cè)量設(shè)備、大型空間結(jié)構(gòu)的地面氣浮仿真設(shè)備等。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)氣體軸承，提高供氣壓力、增大工作間隙將使軸承間隙中氣體流速?gòu)膩喴羲倏缭降匠羲伲⑶逸S承間隙內(nèi)的壓力分布不再像通常雷諾潤(rùn)滑方程所規(guī)定的那樣——從供氣孔到軸承邊界壓力是逐漸降低到環(huán)境壓力，而是供氣孔出口附近的壓力迅速下降，直至低于環(huán)境壓力并到達(dá)最低壓力點(diǎn)，而后再逐漸上升到環(huán)境壓力以上，之后再逐漸降低到環(huán)境壓力。對(duì)于這樣的氣體軸承而言，當(dāng)軸承在亞音速工作時(shí)，隨供氣壓力的提高，承載能力隨之提高；當(dāng)供氣壓力進(jìn)一步提高，氣隙內(nèi)出現(xiàn)超音速流動(dòng)和負(fù)壓區(qū)，這時(shí)軸承的承載能力將大幅下降，甚至可能出現(xiàn)負(fù)的承載能力。因此，氣體軸承設(shè)計(jì)者常以軸承間隙內(nèi)不出現(xiàn)超音速流動(dòng)為氣體軸承工作參數(shù)的設(shè)計(jì)原則，即氣體軸承一定要工作于亞音速。在這樣的指導(dǎo)思想下，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的氣體軸承供氣壓力都較低，一般不大于6×10⁵N/m²。然而現(xiàn)代尖端工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，迫切需要開(kāi)發(fā)重載氣體潤(rùn)滑系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高壓曲面漸擴(kuò)式進(jìn)氣靜壓氣浮止推軸承，克服了傳統(tǒng)氣體軸承受供氣壓力的限制，利用供氣孔附近流道形狀的改變，減緩速度過(guò)快帶來(lái)的壓力損失，維持軸承承載區(qū)內(nèi)的高壓。這種新結(jié)構(gòu)的氣體軸承，沒(méi)有供氣壓力的限制，承載能力可以隨供氣壓力的提高成比例的提高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，高壓曲面漸擴(kuò)式進(jìn)氣靜壓氣浮止推軸承，是在軸承工作表面1上開(kāi)有單排或多排供氣孔2，并沿軸承徑向方向并列或交錯(cuò)分布，軸承上設(shè)有進(jìn)氣工藝孔道3和進(jìn)氣工藝孔道4，以供氣孔2分布圓為中心分布有相應(yīng)的曲面漸擴(kuò)混合腔5，各曲面漸擴(kuò)混合腔5之間互不相通。供氣孔2單排布置數(shù)目為偶數(shù)時(shí)，數(shù)量為4-10個(gè)，供氣孔2單排布置數(shù)目為奇數(shù)時(shí)，數(shù)量為3-11個(gè)。所述的多排供氣孔2的排數(shù)為2-3排。本發(fā)明采用沿供氣孔分布圓加工曲面漸擴(kuò)混合腔的技術(shù)方案，通過(guò)合理設(shè)計(jì)軸承的流道尺寸參數(shù)和工作參數(shù)，人為控制激波的位置和強(qiáng)度特性，減緩壓力突降和消除負(fù)壓區(qū)對(duì)軸承承載能力的不利影響，使氣體流出工作間隙時(shí)達(dá)到音速或者超音速，保持軸承承載區(qū)內(nèi)較高的平均壓力，從而達(dá)到提高承載能力的目的。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)在高壓和大氣膜工作條件下，本軸承承載區(qū)內(nèi)的壓力分布得到明顯改善，減緩壓力突降，避免負(fù)壓區(qū)的出現(xiàn)。

(2)在高壓尤其在供氣壓力大于6×10⁵N/m²，本軸承的承載能力遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)靜壓氣浮止推軸承，提高約10～30％，并且承載能力可以隨供氣壓力的提高而提高。

(3)在高壓尤其在供氣壓力大于6×10⁵N/m²，本軸承具有很高的靜剛度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是單排曲面漸擴(kuò)式進(jìn)氣靜壓氣浮止推軸承結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是附圖1的A-A截面剖視圖。

圖3是雙排曲面漸擴(kuò)式進(jìn)氣靜壓氣浮止推軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3的A-A截面剖視圖。

圖中，1、軸承工作面，2、供氣孔，3、進(jìn)氣工藝孔道，4、進(jìn)氣工藝孔道，5、曲面漸擴(kuò)混合腔。

具體實(shí)施方式

如附圖1所示，止推軸承工作面1上靜壓氣浮供氣孔2單排布置數(shù)目為偶數(shù)，以供氣孔為中心，加工有曲面漸擴(kuò)混合腔5。具有一定壓力的壓縮空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣孔道3和4流入供氣小孔2后，流經(jīng)曲面漸擴(kuò)混合腔5時(shí)產(chǎn)生節(jié)流和均壓效果，最終作用在軸承工作面1上，與外載荷相平衡。

如附圖2所示，止推軸承工作面1上分布有雙排靜壓氣浮供氣孔2和3，以供氣孔為中心，加工有曲面漸擴(kuò)混合腔5。具有一定壓力的壓縮空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣孔道4流入供氣小孔2和3后，流經(jīng)曲面漸擴(kuò)混合腔5時(shí)獲得節(jié)流和均壓效果，最終作用在軸承工作面1上，與外載荷相平衡。