[發明專利]帶有貝塞爾曲線均壓槽的可擴展蜂窩型氣體靜壓節流器

有效

• 申請號: 201811039712.9
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109139698B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 謝永慧;李良梁;張荻
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;F15D1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種帶有貝塞爾曲線均壓槽的可擴展蜂窩型氣體靜壓節流器，該節流器整體呈正六面體，節流器上半部分為供氣氣室，供氣氣室的周向均勻開有若干與其連通的進氣螺紋孔，用于導入外部高壓氣源所提供的氣體；節流器下半部分為節流部分，節流部分的上表面開有進氣小孔，包含沿軸向開設的中心節流孔以及布置于其周向的呈中心對稱分布的若干楔形節流孔，與氣膜間隙貫通，中心節流孔與供氣氣室相連通；節流部分的下表面開有若干條貝塞爾曲線均壓槽，每道貝塞爾曲線均壓槽始于中心節流孔，并繞節流器幾何中心呈中心對稱分布。本發明具有結構穩定性高、氣膜剛度大、節流面積靈活可變等優勢，具有良好的市場前景。

技術領域

本發明涉及一種帶有貝塞爾曲線均壓槽的可擴展蜂窩型氣體靜壓節流器，用于提供軸向推力。

背景技術

現代精密加工以及精密測量技術迅猛發展對于精密控制提出了更加嚴峻的挑戰，氣體潤滑技術以其高轉速適應性、高運行壽命、高精度、低磨損、低污染等諸多優勢在精密制造領域得到了廣泛的應用。然而，由于氣體粘性相對較小，造成了氣膜剛度相對較低、穩定性較差等困擾人們良久的問題。如何提高系統的承載能力以及運行穩定性和安全性成為了近年來的研究熱點，氣體靜壓節流器系統作為應用氣體潤滑技術的最直觀案例一直為相關科學以及工程人員所重視。在氣體靜壓節流器的設計過程中，由于氣膜間隙內部流場的組織很難做到盡善盡美，往往不能同時兼顧氣膜剛度以及穩定性兩個方面需求，這就需要在兩者的此消彼長之間尋求一個平衡點，使得系統的整體性能達到最優；另外，傳統的靜壓節流器只能應用于固定的場合，工況適應性較差。本發明基于以上問題，提出了一種新型的氣體靜壓節流裝置，以提高靜壓節流的穩定性、氣膜剛度以及場合適應性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶有貝塞爾曲線均壓槽的可擴展蜂窩型氣體靜壓節流器，以解決傳統氣體靜壓止推節流器穩定性低、氣膜剛度小、應用場合單一、承載面積小等問題。

本發明采用如下技術方案來實現的：

帶有貝塞爾曲線均壓槽的可擴展蜂窩型氣體靜壓節流器，該節流器整體呈正六面體，節流器上半部分為供氣氣室，供氣氣室的周向均勻開有若干與其連通的進氣螺紋孔，用于導入外部高壓氣源所提供的氣體；節流器下半部分為節流部分，節流部分的上表面開有進氣小孔，包含沿軸向開設的中心節流孔以及布置于其周向的呈中心對稱分布的若干楔形節流孔，與氣膜間隙貫通，中心節流孔與供氣氣室相連通；節流部分的下表面開有若干條貝塞爾曲線均壓槽，每道貝塞爾曲線均壓槽始于中心節流孔，并繞節流器幾何中心呈中心對稱分布。

本發明進一步的改進在于，節流部分下表面的中心節流孔出口處開設有凹曲面，若干楔形節流孔均勻分布在凹曲面的周向，每個楔形節流孔與對應的貝塞爾曲線均壓槽連通。

本發明進一步的改進在于，凹曲面由拋物線旋轉而成，凹曲面的底面圓半徑取0.5mm～2mm，且凹曲面的底面圓輪廓線與楔形節流孔的內部輪廓線之間留有適當的距離。

本發明進一步的改進在于，該節流器能夠擴展，擴展時，多個節流器進行組合，獲得多單元擴展節流器結構，以適應不同場合對于節流面積的不同要求；且對于多單元擴展節流器結構，在相鄰兩個單元蜂窩節流器結構之間開設有泄壓導流槽，用于減小相鄰節流單元之間流場的干擾。

本發明進一步的改進在于，泄壓導流槽的截面為矩形，寬度取4mm～8mm，深度取2～4mm。

本發明進一步的改進在于，多單元擴展節流器結構采用整體制造或者由單元蜂窩狀節流器拼湊方法制造得到。

本發明進一步的改進在于，貝塞爾曲線均壓槽為2階及以上的貝塞爾曲線形式，且貝塞爾曲線的第一個控制點位于節流部分的中心；貝塞爾曲線均壓槽的截面幾何形狀為矩形、多邊形、半圓形或者弧形，貝塞爾曲線均壓槽的寬度取20μm～200μm，深度取20μm～200μm，即寬度和深度的最大尺寸近似相等；且貝塞爾曲線均壓槽的數量大于等于6條。