[發明專利]帶有通孔的單軸旋轉氣體軸承

有效

• 申請號: 201480047907.1
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN105683600B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: W·G·辛達林
• 申請（專利權）人: 蓋迪科斯系統公司
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;F16C33/02
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所11313
• 代理人: 郝文博

技術領域

公開的實施例涉及增壓氣體軸承領域，更特別地，涉及帶有氣體通孔的旋轉增壓氣體軸承領域。

背景技術

在機械軸承中經常選擇尤其是流體軸承和氣體軸承是有多方面原因的。例如，氣體軸承可以具有幾乎為零的摩擦，即使在極低速時以及當啟動或停止時，顯示出軸承表面上的近零磨損以及提供優良的機械振動隔離。因此，氣體軸承的一個應用是提供具有幾乎為零的摩擦旋轉運動的旋轉接合處以及優良的有效載荷振動隔離。

然而，難以跨過氣體軸承將增壓氣體供給到旋轉側的氣體陷阱。傳統地，有三種方式來實現這點：使軟管從氣體供給直接延伸到氣體陷阱，通過使用滑環，以及通過在氣體軸承的旋轉側上包含額外的氣體供給源。軟管的使用將氣體軸承的運動范圍限制到在軟管變得纏結或扭絞之前至多幾個完整圈。滑環引入了跨軸承的摩擦和機械振動，可能抵消氣體軸承所提供的一些優點。在氣體軸承的旋轉側上的單獨的氣體供給源引入了額外的機械復雜度以及額外的重量，并且如果使用壓縮機還會引入機械振動以及向氣體軸承的旋轉側供給電力的需求。

發明概述

根據一個實施例，描述了在供給通過軸承的增壓氣體的同時允許繞單軸旋轉的旋轉氣體軸承。氣體軸承構造為與增壓氣體供給源和氣體陷阱流體連通。氣體軸承包括限定了氣體供給軸承表面的氣體供給部件和限定了氣體陷阱軸承表面的氣體陷阱部件。限定了氣體供給軸承表面和氣體陷阱軸承表面中的一個的筒狀凹陷部，位于所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的一個中。筒狀突起從所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的另一個突出，并且其尺寸適于以預定間隙裝配在筒狀凹陷部內。所述筒狀突起限定了氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表面中的另一個。所述氣體供給軸承表面與所述氣體陷阱軸承表面相對。適于經由氣體供給部件而在饋給壓力下與增壓氣體供給源流體連通的至少一個開口，位于所述氣體供給軸承表面中。多孔涂層覆蓋所述氣體供給軸承表面的圍繞開口的部分。所述多孔涂層適于經由所述氣體供給部件而與所述增壓氣體供給源流體連通，用于維持所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的軸承壓力，所述軸承壓力大于所述饋給壓力。位于所述氣體陷阱軸承表面中的環狀通道與所述開口對準且相對地定位，并且適于經由所述氣體陷阱部件而與氣體陷阱流體連通。

在另一實施例中，所述多孔涂層包括燒結材料。

在另一實施例中，所述多孔涂層包括黃銅和碳中的至少之一。

在另一實施例中，所述多孔涂層包括石墨。

在另一實施例中，選擇所述預定間隙而使得所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的空隙在5μm與50μm之間。

在另一實施例中，選擇所述預定間隙而使得所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的空隙在12μm與25μm之間。

在另一實施例中，所述增壓氣體包括空氣。

在另一實施例中，所述增壓氣體包括氧氣、氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣和氙氣中的至少之一。

在另一實施例中，所述饋給壓力比軸承壓力小大約30kPa。

在另一實施例中，所述軸承壓力在600kPa與1000kPa之間，且所述饋給壓力在570kPa與970kPa之間。

在另一實施例中，所述通道的寬度大于所述至少一個開口的寬度。

在另一實施例中，所述環狀通道繞著所述筒狀突起的周緣延伸。

在另一實施例中，所述筒狀凹陷部位于所述氣體供給部件中，并且所述筒狀突起從所述氣體陷阱部件突出。

根據另一實施例，描述了在供給通過軸承的增壓氣體的同時允許繞單軸旋轉的旋轉氣體軸承。所述氣體軸承構造為與增壓氣體供給源和氣體陷阱流體連通。所述氣體軸承包括限定氣體供給軸承表面的氣體供給部件以及限定氣體陷阱軸承表面的氣體陷阱部件。定形為第一回轉表面且限定所述氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表面中的一個的凹陷部，位于所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的一個中。定形為第二回轉表面且限定所述氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表面中的另一個的突起，從所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的另一個突出。所述突起被定尺寸為以預定間隙裝配在所述凹陷部內。適于經由所述氣體供給部件而在饋給壓力下與所述增壓氣體供給源流體連通的至少一個開口，位于所述氣體供給軸承表面中。多孔涂層覆蓋所述氣體供給軸承表面的部分。所述多孔涂層適于經由所述氣體供給部件而與所述增壓氣體供給源流體連通，用于維持所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的軸承壓力，所述軸承壓力大于所述饋給壓力。所述氣體陷阱軸承表面中的環狀通道與所述開口對準且與所述開口相對地定位。所述通道適于經由所述氣體陷阱部件而與所述氣體陷阱流體連通。