[發(fā)明專利]一種混合式動壓氣體止推軸承

無效

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• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN104895917A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅立峰
• 申請（專利權(quán)）人: 羅立峰
• 主分類號: F16C17/08
• 分類號: F16C17/08;F16C33/02
• 代理公司: 上海海頌知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動壓氣體止推軸承，具體說，是涉及一種既具有槽式動壓氣體止推軸承的高極限轉(zhuǎn)速的剛性特征、又具有箔片式動壓氣體止推軸承的高抗沖擊能力和載荷能力的柔性特征的混合式動壓氣體止推軸承，屬于氣體軸承技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過最近幾十年的迅速發(fā)展，氣體軸承已經(jīng)在高速支承、高精密支承等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。目前氣體軸承已經(jīng)發(fā)展出多種類型，主要分為動壓型和靜壓型。

動壓氣體軸承是以氣體作為潤滑劑，在軸與軸承之間構(gòu)成氣膜，是移動面與靜止面不直接接觸的軸承形式，具有無污染、摩擦損失低、適應(yīng)溫度范圍廣、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、使用時(shí)間長、工作轉(zhuǎn)速高等諸多優(yōu)點(diǎn)。由于摩擦損失少，也不需要使用液體潤滑油，因此在高速回轉(zhuǎn)應(yīng)用領(lǐng)域上被廣泛使用，尤其是通常被使用在很難用滾動軸承支持的超高速應(yīng)用領(lǐng)域以及不易使用液體潤滑油處。

動壓氣體止推軸承是由相對移動的兩個(gè)工作面形成楔形空間，當(dāng)它們相對移動，氣體因其自身的粘性作用被帶動，并被壓縮到楔形間隙內(nèi)，由此產(chǎn)生動壓力而支承載荷。不同結(jié)構(gòu)形式的氣體動壓止推軸承由于結(jié)構(gòu)上的差異，其工作過程略有不同。目前較為常見的幾種動壓氣體止推軸承的結(jié)構(gòu)形式有：可傾瓦式、槽式和箔片式。

可傾瓦式動壓氣體止推軸承是一種性能優(yōu)良的動壓氣體軸承，具有自調(diào)性能，能在更小的氣膜間隙范圍內(nèi)安全工作，對熱變形、彈性變形等不敏感，且加工精度易得到保證，還對載荷的變化具有“自動跟蹤”的突出優(yōu)點(diǎn)，目前國內(nèi)外主要應(yīng)用于大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和透平機(jī)械；但其軸瓦結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，安裝工藝復(fù)雜，較一般止推軸承要求高，從而限制了其應(yīng)用。

雖然箔片式動壓氣體止推軸承具有彈性支承，可使軸承相應(yīng)獲得一定的承載能力和緩和沖擊振動的能力，但由于箔片軸承一般采用的是金屬箔片，不僅材料制造技術(shù)和加工工藝技術(shù)上還存在一些難題，而且軸承的阻尼值不能很大提高，導(dǎo)致軸承的剛性不夠，軸承的臨界轉(zhuǎn)速較低，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易失穩(wěn)甚至卡死。

而槽式動壓氣體止推軸承具有較好的穩(wěn)定性，即使在空載下也有一定的穩(wěn)定性，況且，在高速下，其靜態(tài)承載能力較其它形式的軸承大，目前多用于小型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械上，如在陀螺儀和磁鼓之類的精密機(jī)械中作為軸承。但由于槽式動壓氣體止推軸承具有高剛性，因此其抗沖擊能力不夠好及載荷能力不夠大，不能實(shí)現(xiàn)較大載荷下的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

如何實(shí)現(xiàn)既具有槽式動壓氣體止推軸承的高極限轉(zhuǎn)速的剛性特征、又具有箔片式動壓氣體止推軸承的高抗沖擊能力和載荷能力的柔性特征的混合式動壓氣體止推軸承，不僅是本領(lǐng)域研究人員一直渴望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，而且對實(shí)現(xiàn)動壓氣體止推軸承在較大載荷下的超高速領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要價(jià)值和深遠(yuǎn)意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題和需求，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種既具有槽式動壓氣體止推軸承的高極限轉(zhuǎn)速的剛性特征、又具有箔片式動壓氣體止推軸承的高抗沖擊能力和載荷能力的柔性特征的混合式動壓氣體止推軸承，實(shí)現(xiàn)動壓氣體止推軸承在較大載荷下的超高速領(lǐng)域的應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種混合式動壓氣體止推軸承，包括：兩個(gè)外盤，在兩個(gè)外盤之間夾設(shè)有內(nèi)盤，在每個(gè)外盤與內(nèi)盤之間設(shè)有箔型彈性件；所述內(nèi)盤的兩端面均設(shè)有規(guī)則形狀的槽式花紋，且一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對稱。

作為一種實(shí)施方案，在所述內(nèi)盤的外圓周面也設(shè)有槽式花紋，且外圓周面的槽式花紋的形狀與兩端面的槽式花紋的形狀相同，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對應(yīng)并相互交接。

作為一種優(yōu)選方案，外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接。

作為一種實(shí)施方案，上述的槽式花紋為葉輪形狀。

作為一種優(yōu)選方案，所述箔型彈性件與內(nèi)盤的配合間隙均為0.003～0.008mm。

作為一種優(yōu)選方案，所述箔型彈性件的至少一端固定在對應(yīng)外盤的內(nèi)端面上。

作為一種優(yōu)選方案，每個(gè)外盤上的箔型彈性件為多個(gè)，且沿外盤的內(nèi)端面均勻分布。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，固定在一個(gè)外盤上的箔型彈性件與固定在另一個(gè)外盤上的箔型彈性件形成鏡像對稱。