[發明專利]內裝金屬顆粒的高阻尼箔片動壓氣體軸承

有效

• 申請號: 201210434024.9
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102954102A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 馮凱;謝永強
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F16C17/12
• 分類號: F16C17/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種氣體軸承，特別是一種箔片空隙內裝有金屬顆粒的高阻尼箔片動壓氣體軸承。

背景技術

氣體軸承具有速度高、精密度高、耐高溫、摩擦損耗小、壽命長等優點，經過最近幾十年的迅速發展，氣體軸承已經在高速支承、高精密支承等領域取得了廣泛應用。目前氣體軸承已經發展出多種類型，主要分為動壓型和靜壓型。動壓型中又有箔片式、人字槽式和側傾瓦式等多種結構。其中箔片氣體軸承憑借其優異性能得到了廣泛的關注和研究。在箔片氣體軸承中，箔片是主要的支承結構，它應該具有一定的剛度和阻尼，使軸承相應獲得一定的承載能力和緩和沖擊振動的能力。現有的箔片軸承已經具有一定的剛度值，其承載能力較最初的結構已經提高了三到四倍。然而軸承的阻尼值卻沒有大的提高，這導致軸承的臨界轉速較低，在高速運轉時容易失穩甚至卡死。為了提高氣體軸承的可靠性，本發明在箔片軸承的基礎上提出了一種提高氣體軸承阻尼的新方法。

發明內容

本發明為了尋求能夠顯著提高氣體軸承阻尼和氣體軸承可靠性的方法，提供了一種新型箔片軸承結構。此種結構可以在一定程度上解決箔片動壓氣體軸承阻尼較低、容易失穩的問題。

為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案：箔片氣體軸承的基本組成部分為套箔、彈性箔片和軸承基體，套箔和彈性箔片在一端固定在一起并且同時固定在軸承套上。箔片內部存在空隙，在這些空隙內填入金屬顆粒并將其密封起來。

本發明提出的技術方案意在箔片空隙內填入金屬顆粒并且將其密封起來，利用增加軸承內部摩擦面積的方法增加軸承阻尼。在軸承工作時，除了箔片之間以?及箔片與軸承基體之間的摩擦，箔片和金屬顆粒之間以及金屬顆粒之間也會產生摩擦，這樣就大大增加了軸承內部的摩擦面積，增強了軸承吸收沖擊振動能量的能力，從而使軸承阻尼增大，達到提高氣體軸承可靠性的目的。除此之外，密集的金屬顆粒自身具有一定的剛度，這就在增加軸承阻尼的同時增加了軸承剛度，提高了軸承的綜合性能。

這種方案適用于箔片動壓徑向氣體軸承。在徑向氣體軸承中，套箔為雙層柱狀殼體結構，彈性箔片為波浪形箔片并位于套箔殼體內部，它們在一端固定在一起。金屬顆粒填充在套箔殼體內部的空隙內，在軸承兩側用擋板把金屬顆粒密封起來。軸承一側的密封擋板為圓環形，其內邊緣與套箔內層相接，外邊緣用螺釘固定在軸承套上，覆蓋在箔片開口的部分外凸，凸起恰好完全擋在箔片開口外側。軸承另一側的密封擋板也為圓環形，其內邊緣與套箔內層相接，但外邊緣與套箔外層相接，擋板整體外凸，凸起恰好完全擋在箔片開口外側。

這種方案也適用于箔片動壓止推氣體軸承。止推氣體軸承內的箔片呈幾片扇形，它們均勻分布在軸承基體邊緣。各塊箔片的結構與徑向氣體軸承的箔片結構相似。套箔為一扁平狀扇形殼體結構，彈性箔片為一層波浪形箔片并裝在套箔殼體內部。金屬顆粒填充在套箔殼體內腔中，在軸承內、外側用兩塊擋板把金屬顆粒密封起來。軸承內、外側的兩片密封擋板為貼在軸承內孔壁和外壁的柱形擋板，擋板一側與套箔頂層相接，另一側用螺釘固定在軸承基體上，其覆蓋在箔片開口的部分外凸，凸起恰好完全擋在箔片開口外側。

與現有氣體軸承結構相比，本發明提出的軸承結構可以將軸承的阻尼值提高10%~30%，剛度也有所提高。它在一定程度上解決了氣體軸承可靠性差的問題。

附圖說明

圖1為箔片動壓徑向氣體軸承裝配示意圖。

圖2為箔片動壓徑向氣體軸承主要零件示意圖。

圖3為箔片動壓止推氣體軸承裝配示意圖。

圖4為箔片動壓止推氣體軸承重要零件示意圖。

圖1-圖4中：1-軸承套；2-左側密封擋板；3-套箔；4-彈性箔片；5-金屬顆粒；6-右側密封擋板；7-扇形套箔；8-內擋板；9-外擋板；10-軸承基體；11-扇形彈性箔片。

具體實施方式

以下結合附圖及實例對本發明作進一步的詳細描述。