[發明專利]縮放結構型線動靜壓氣浮軸承

有效

• 申請號: 201310396934.7
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103453017A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 楊金福;黃鍇;陳策;陳昌婷;邱敬樂
• 申請（專利權）人: 哈爾濱耦合動力工程技術中心有限公司
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發明涉及一種縮放結構型線動靜壓氣浮軸承。

背景技術：

氣體潤滑軸承技術是20世紀中期迅速發展起來的一項高新技術，它利用氣體的粘性，提高間隙中氣體的壓力，從而將物體支承起來。氣浮軸承具有“輕巧、干凈、運轉平滑、環境適應性強、溫度適應范圍廣”等優點，因此廣泛應用于國防、能源、機床及醫療等行業，尤其是在高速回轉機械和超精密儀器技術領域更有明顯的優越性。（[日]十合晉一著，韓煥臣譯《氣動軸承----設計、制作與應用》，宇航出版社，1988）。

氣浮軸承按壓力產生的原理，可以分為靜壓型和動壓型。靜壓型軸承是從外部輸入加壓氣體，經節流器進入軸承，產生承載潤滑效果。優點為依靠外界壓力氣體來承壓，摩擦系數小；缺點為需要一套供氣系統，增加了設備的復雜性以及費用。氣體動壓軸承是粘性氣體在兩相對運動表面間的收斂楔形中產生壓力場，形成氣膜力支承轉子高速旋轉。優點為在產生良好的動壓效果情況下，具有較高的剛度和承載力；缺點為起停期間，摩擦較為嚴重。動靜壓氣浮軸承綜合靜壓軸承和動壓軸承的優點，既能滿足低速下靜態支承需要，又能適應高速下保持穩定工作的能力。（王云飛，《氣體潤滑理論與氣體軸承設計》，機械工業出版社，1999）。

以往動靜壓混合氣浮軸承的主要存在的問題為：靜壓系統的供氣噴嘴位于動壓系統增壓流道槽內，當靜壓系統供氣不均勻或者轉子存在振動時，供氣噴嘴進來的空氣形成的流場容易產生擾動，軸承兩端支承剛度不再相等，導致高速旋轉機械振動或嚴重時失穩停機；采用傳統簡單的矩形內槽道，槽道的型線不能發揮動壓的最佳效應，從而會導致低轉速下承載不足而高轉速下氣動不穩定的問題。

發明內容：

本發明的目的是提供一種縮放結構型線動靜壓氣浮軸承。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種縮放結構型線動靜壓氣浮軸承，其組成包括：軸承體，所述的軸承體內表面具有動壓結構，所述的動壓結構為縮放形線增壓流道槽，所述的軸承體上具有靜壓結構，所述的靜壓結構包括供氣孔，所述的供氣孔與節流口噴嘴相通，所述的軸承體上安裝有彈性圈。

所述的縮放結構型線動靜壓氣浮軸承，所述的縮放形線增壓流道槽為拉法爾噴管型線增壓流道槽或魚頭型線增壓流道槽。

所述的縮放結構型線動靜壓氣浮軸承：

（1）所述的軸承體：根據軸承應用溫度T?<?500℃、工作介質為環境壓力下的空氣，選擇具有耐磨、耐高溫寄自潤滑性能的碳石墨合金作為氣浮軸承體材料；

（2）所述的靜壓結構：采用小孔節流，雙排開孔，孔的位置盡量遠

離軸承的軸向對稱中心，節流口噴嘴方向于軸承體內表面呈徑向相切；

（3）所述的動壓結構：根據氣浮軸承所承擔的靜載荷為3~5公斤、轉子工作轉速為100000rpm~150000rpm，內表面開設縮放結構型增壓流道槽的結構設計。

有益效果：

1.?本發明將靜壓孔設在槽臺中，減小了高速時動壓效應對靜壓氣體的干擾，使軸承始終具有靜壓和動壓雙重承載力和阻尼；動壓結構是在軸承內表面開設縮放形線（拉法爾噴管型線和魚頭型線）增壓流道槽結構設計；動靜壓復合設計、軸承體采用耐磨、耐高溫及自潤滑性能的材料，并用橡膠圈、金屬橡膠及彈性復合材料等減振技術結構設計。

2.?本發明動靜壓氣浮軸承所采用的縮放結構型線可以完成變阻尼，增速增動壓、減速變靜壓的功能，極大地提高了軸承承受外加載荷的能力，增加阻尼性能，增強了動靜部件短時間接觸耐磨性能，而且還降低了對工作介質含雜質、溫度等指標的要求。因此，這種動靜壓氣浮軸承具有承載能力高，高速下運行穩定、可靠性高的優點，進一步拓寬了氣浮軸承產品工程應用的范圍。

3.?本發明由靜壓結構和動壓結構構成。靜壓系統采用小孔節流，內表面節流口有兩排，分別位于槽臺上，節流口噴嘴方向與軸承內表面呈切向相交。動壓系統主要通過縮放結構型線實現，縮放結構型線主要形式包括拉法爾噴管型線和魚頭型線。

4.?本發明的靜壓軸承節流口的位置布置在槽臺上，減小了高速時動壓效應對靜壓氣體的干擾，使軸承始終具有靜壓和動壓雙重承載力和阻尼。