[實用新型]帶有固有結(jié)構(gòu)預(yù)楔形空間的彈性支承箔片動壓氣體軸承

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721483946.3
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN207539189U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯予;王偉;薛絨;郭雨;賴天偉;陳雙濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);西安交通大學(xué)蘇州研究院
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;F16C27/02
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;姜玲玲

本實用新型公開了一種帶有固有結(jié)構(gòu)預(yù)楔形空間的彈性支承箔片動壓氣體軸承，包括軸承，以及位于軸承內(nèi)的轉(zhuǎn)軸；在所述軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置彈性支承元件，在所述彈性支承元件和所述轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置頂層平箔，在所述轉(zhuǎn)軸表面的軸向中間區(qū)域設(shè)置光滑軸段，在所述轉(zhuǎn)軸表面、位于光滑軸段的兩側(cè)各設(shè)有一列傾斜槽，且所述頂層平箔內(nèi)側(cè)環(huán)繞包裹轉(zhuǎn)軸并在所述頂層平箔和所述轉(zhuǎn)軸之間形成預(yù)間隙，同時所述彈性支承元件和所述頂層平箔的一端固定在軸承的同一位置上且另一端自由；本實用新型的優(yōu)點在于，能在相對較低的轉(zhuǎn)速、較小的箔片變形下形成動壓氣膜，在啟、停階段使轉(zhuǎn)軸與軸承接觸均勻，減小轉(zhuǎn)軸與軸承間的接觸摩擦?xí)r間和磨損，提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性與可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種帶有固有結(jié)構(gòu)預(yù)楔形空間的彈性支承箔片動壓氣體軸承。

背景技術(shù)

氣體軸承是一種以粘性氣體作為潤滑劑的非接觸性滑動軸承。根據(jù)產(chǎn)生氣膜壓力機理的不同，氣體軸承可分為靜壓氣體軸承和動壓氣體軸承。靜壓氣體軸承利用外部氣源提供高壓氣體，需要額外的供氣系統(tǒng)，增加了整體系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時供氣系統(tǒng)壓縮產(chǎn)生高壓氣體，使系統(tǒng)的經(jīng)濟性降低，限制了靜壓氣體軸承的應(yīng)用范圍。動壓氣體軸承是利用轉(zhuǎn)軸運動時，軸承楔形間隙里粘性氣體產(chǎn)生的氣膜壓力來支承載荷，其最大的特點是不需要額外的供氣系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，拓展了氣體軸承的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是在渦輪增壓機、航空燃氣透平、空間透平膨脹機等航空航天領(lǐng)域。

根據(jù)軸承表面是否變形，動壓氣體軸承可分為剛性表面氣體軸承和柔性表面氣體軸承。剛性表面氣體軸承主要缺點是在高速運行時，穩(wěn)定性較差，并且由于軸承氣膜間隙較小，對軸承和轉(zhuǎn)軸的加工精度和裝配方式要求較高。柔性表面氣體軸承，即箔片氣體軸承，一般采用金屬箔片作為軸承的支承面，其柔性表面有利于氣膜間隙的形成。當(dāng)轉(zhuǎn)軸載荷發(fā)生變化時，柔性表面氣體軸承會發(fā)生適應(yīng)性形變以調(diào)節(jié)氣膜間隙，建立起與載荷相匹配的氣膜厚度，使軸承具有較好的高速穩(wěn)定性。同時，柔性表面氣體軸承的這一特性，使得轉(zhuǎn)軸和軸承殼體存在一定的熱變形、機械變形和不對中，降低了軸承和轉(zhuǎn)軸的加工精度和裝配精度，因此，柔性表面氣體軸承在高速旋轉(zhuǎn)機械中得到廣泛應(yīng)用。

對于箔片動壓氣體軸承，在轉(zhuǎn)軸啟動階段，由于軸承間隙尚未建立有效的動壓氣膜，轉(zhuǎn)軸表面和軸承頂層平箔表面會不可避免地發(fā)生接觸摩擦并產(chǎn)生磨損，進而降低了轉(zhuǎn)軸和軸承的使用壽命。同時磨損的轉(zhuǎn)軸表面和軸承頂層平箔表面反而又不利于動壓氣膜的建立和穩(wěn)定，導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸起浮時間增長和軸承的穩(wěn)定性與可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型目的是：提供一種帶有固有結(jié)構(gòu)預(yù)楔形空間的彈性支承箔片動壓氣體軸承，能在相對較低的轉(zhuǎn)速、較小的箔片變形下形成動壓氣膜，在啟、停階段使轉(zhuǎn)軸與軸承接觸均勻，減小轉(zhuǎn)軸與軸承間的接觸摩擦?xí)r間和磨損，提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性與可靠性，同時還具有良好的剛度與阻尼特性，可適用于多種載荷工況，有效抑制轉(zhuǎn)軸渦動。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種帶有固有結(jié)構(gòu)預(yù)楔形空間的彈性支承箔片動壓氣體軸承，包括軸承，以及位于軸承內(nèi)的轉(zhuǎn)軸；在所述軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置彈性支承元件，在所述彈性支承元件和所述轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置頂層平箔，在所述轉(zhuǎn)軸表面的軸向中間區(qū)域設(shè)置光滑軸段，在所述轉(zhuǎn)軸表面、位于光滑軸段的兩側(cè)各設(shè)有一列傾斜槽，且所述頂層平箔內(nèi)側(cè)環(huán)繞包裹轉(zhuǎn)軸并在所述頂層平箔和所述轉(zhuǎn)軸之間形成預(yù)間隙，同時所述彈性支承元件和所述頂層平箔的一端固定在軸承的同一位置上且另一端自由。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述傾斜槽的外側(cè)端與其對應(yīng)側(cè)的軸承端面平齊或延伸出軸承端面。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，兩列傾斜槽在轉(zhuǎn)軸上呈軸向?qū)ΨQ布置，且在向轉(zhuǎn)軸的中間區(qū)域過渡時，所述傾斜槽的深度、寬度相等或逐漸減小。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述傾斜槽在周向的傾斜方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向相反。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述傾斜槽采用矩形截面槽、三角形截面槽、梯形截面槽、階梯槽、臥式半圓柱槽或漸縮半錐形槽等。