[發明專利]高壓錐型漸擴式進氣靜壓氣浮止推軸承

無效

• 申請號: 200710010541.2
• 申請日: 2007-03-03
• 公開（公告）號: CN101059150A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 馬文琦;王祖溫;孫昂
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 大連八方知識產權代理有限公司
• 代理人: 衛茂才

技術領域

本發明涉及高壓供氣下的靜壓氣體軸承技術領域，特別是高壓錐型漸擴進氣靜壓氣浮止推軸承。適用于需重載、高剛度的精密重型機械、測量設備、大型空間結構的地面氣浮仿真設備等。

背景技術

傳統結構氣體軸承，提高供氣壓力、增大工作間隙將使軸承間隙中氣體流速從亞音速跨越到超音速，并且軸承間隙內的壓力分布不再像通常雷諾潤滑方程所規定的那樣——從供氣孔到軸承邊界壓力是逐漸降低到環境壓力，而是供氣孔出口附近的壓力迅速下降，直至低于環境壓力并到達最低壓力點，而后再逐漸上升到環境壓力以上，之后再逐漸降低到環境壓力。對于這樣的氣體軸承而言，當軸承在亞音速工作時，隨供氣壓力的提高，承載能力隨之提高；當供氣壓力進一步提高，氣隙內出現超音速流動和負壓區，這時軸承的承載能力將大幅下降，甚至可能出現負的承載能力。因此，氣體軸承設計者常以軸承間隙內不出現超音速流動為氣體軸承工作參數的設計原則，即氣體軸承一定要工作于亞音速。在這樣的指導思想下，傳統結構的氣體軸承供氣壓力都較低，一般不大于6×10⁵N/m²。然而現代尖端工業技術的發展，迫切需要開發重載氣體潤滑系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓錐型漸擴式進氣靜壓氣浮止推軸承，克服了傳統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，減緩速度過快帶來的壓力損失，維持軸承承載區內的高壓。這種結構的氣體軸承，可提供較高的供氣壓力(≥0.6MPa)，承載能力可以隨供氣壓力的提高成比例的提高。

本發明采用的技術方案是，高壓錐型漸擴式進氣靜壓氣浮止推軸承，是在軸承工作表面1上開有單排或多排供氣孔2，并沿軸承徑向方向并列或交錯分布，在軸承上設有進氣工藝孔道3和進氣工藝孔道4，并且以供氣孔2分布圓為中心分布有相應的單層錐型混合腔5或雙層錐型混合腔6，各錐型混合腔之間互不相通。供氣孔2單排布置數目為偶數時，數量為4-10個。供氣孔2單排布置數目為奇數時，數量為3-11個。多排供氣孔2的排數為2-3排。本發明采用沿供氣孔分布圓加工單層或多層錐型混合腔的技術方案(，通過合理設計優化軸承的尺寸參數和工作參數，消除壓力突降和負壓區對軸承承載能力的不利影響，使氣體流出工作間隙時達到音速或者超音速，保持軸承承載區內較高的平均壓力，從而達到提高承載能力的目的。

本發明的有益效果是：

(1)在高壓和大氣膜工作條件下，本軸承承載區內的壓力分布得到明顯改善，避免了壓力突降和負壓區的出現。

(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大于傳統靜壓小孔和固有孔氣浮止推軸承，承載力可提高約20～50％，并且承載能力可以隨供氣壓力的提高而成比提高。

(3)在高壓尤其在供氣壓力大于6×10⁵N/m²下，軸承具有很高的靜剛度。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1單排單錐型漸擴式進氣靜壓氣浮止推軸承的結構示意圖。

圖2是附圖1的A-A截面剖視圖。

圖3單排雙錐型漸擴式進氣靜壓氣浮止推軸承的結構示意圖。

圖4是附圖3的A-A截面剖視圖。

圖5是雙排單錐型漸擴式進氣靜壓氣浮止推軸承的結構示意圖。

圖6是圖5的A-A截面剖視圖

圖7是雙排雙錐型漸擴式進氣靜壓氣浮止推軸承的結構示意圖。

圖8是圖7的A-A截面剖視圖

圖中，1、軸承工作面，2、供氣孔，3、進氣工藝孔道，4、進氣工藝孔道，

5、單層錐型混合腔，6、雙層錐型混合腔。

具體實施方式

如附圖1所示，止推軸承工作面1上靜壓氣浮供氣孔2單排布置數目為偶數，以供氣孔為中心，加工有單錐型混合腔5。具有一定壓力的壓縮空氣經過進氣孔道3和4流入供氣小孔2后，流經錐型混合腔5后獲得節流均壓效果，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上靜壓氣浮供氣孔2單排布置，以供氣孔為中心，加工有單層錐型混合腔5和雙層錐型混合腔6。具有一定壓力的壓縮空氣經過進氣孔道3和4流入供氣小孔2后，流經單層錐型混合腔5和雙層錐型混合腔6時獲得兩次節流均壓作用，最終作用在軸承工作面1上，與外載荷相平衡。如附圖3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，加工有單錐型混合腔5。具有一定壓力的壓縮空氣經過進氣孔道4流入供氣小孔2和3后，流經錐型混合腔5時獲得節流均壓效果，最終作用在軸承工作面1上，與外載荷相平衡。如附圖4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，加工有單層錐型混合腔5和雙層錐型混合腔6。具有一定壓力的壓縮空氣經過進氣孔道4流入供氣小孔2和3后，流經單層錐型混合腔5和雙層錐型混合腔6時獲得兩次節流均壓效果，最終作用在軸承工作面1上，與外載荷相平衡。