[發明專利]一種分布式多節流域氣體靜壓止推軸承

有效

• 申請號: 201811039746.8
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109185339B
• 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
• 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

本發明公開了一種分布式多節流域氣體靜壓止推軸承，包括軸承本體，該軸承本體呈圓柱體狀，軸承本體內開設有圓柱體狀的供氣氣室；其中，該供氣氣室的周向上均勻開設有若干與供氣氣室連通的供氣螺紋孔，該供氣氣室與節流器連通，節流器中心處為與供氣氣室連通的主節流域，該主節流域的周向上均勻布置有若干與供氣氣室連通的輔節流域，周向相鄰兩個輔節流域之間開設有輔節流域間狹縫節流槽。本發明通過選擇合理的結構參數使得軸承適用于不同的工況條件。本發明具有承載能力強，結構穩定性好，抗擾動以及恢復能力強、適用于旋轉工況等顯著優勢，具有廣闊的市場前景。

技術領域

本發明屬于軸承設計技術領域，具體涉及一種分布式多節流域氣體靜壓止推軸承，用于提供軸向推力。

背景技術

隨著超精密測量以及航空航天等高精尖領域的迅猛發展，對于機械制造以及加工精度的要求不斷提升，具有良好精度適應性的氣體軸承得到了較為廣泛的應用。而對于氣體軸承而言，由于氣體粘性以及彈性模量較小，如何提高氣膜剛度以及運行穩定性，從而使得軸承安全可靠平穩地運行在工程需要的范圍內成為一個重要課題。靜壓軸承主要依靠靜壓節流器來實現系統功能，目前在氣體靜壓軸承方面采用的常見節流方式有小孔節流、環面節流、狹縫節流、毛細管節流、多孔質節流等，但就目前市場上的主流產品以及文獻上的主要研究來看，大多采用單節流域，并且節流方式較為單一，這種結構會存在運行穩定性差、承載能力較低等、應用場合單一、工作范圍較窄等缺陷。鑒于這種情況，本文有必要研究可以提升軸承承載能力、提高軸承穩定性、變工況適應性良好的氣體軸承結構及節流方式。

發明內容

本發明的目的在于提供一種分布式多節流域氣體靜壓止推軸承，以解決單節流域狹縫及小孔節流方式下氣體靜壓止推軸承穩定性較差、承載能力不高的問題。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種分布式多節流域氣體靜壓止推軸承，包括軸承本體，該軸承本體呈圓柱體狀，軸承本體內開設有圓柱體狀的供氣氣室；其中，

供氣氣室與節流器直接相連，該節流器的中心處為與供氣氣室連通的主節流域，該主節流域的周向上均勻布置有若干與供氣氣室連通的輔節流域，周向相鄰兩個輔節流域之間開設有輔節流域間狹縫節流槽，該供氣氣室的周向上均勻開設有若干與供氣氣室連通的供氣螺紋孔。

本發明進一步的改進在于，主節流域和若干輔節流域呈星形拓撲分布。

本發明進一步的改進在于，主節流域包括中心開設的主節流域小孔結構，以及以主節流域小孔結構為中心，周向均勻開設的若干主節流域狹縫槽結構，且主節流域小孔結構出口處的端面為主節流域凹錐曲面；

每個輔節流域包括中心開設的輔節流域小孔結構，以及以輔節流域小孔結構為中心，周向均勻開設的若干輔節流域狹縫槽結構，且輔節流域小孔結構出口處的端面為輔節流域凹錐曲面。

本發明進一步的改進在于，輔節流域的數量與每個輔節流域包括的輔節流域狹縫槽結構數量相同，均為4-8個。

本發明進一步的改進在于，每個主節流域狹縫槽結構的幾何中心點位于主節流域與對應的輔節流域中心的連線上，且主節流域狹縫槽結構的寬度為5μm～30μm。

本發明進一步的改進在于，各個輔節流域的中心構成的輔助圓的半徑大于靜壓軸承承載面半徑的一半。

本發明進一步的改進在于，主節流域的半徑為輔節流域半徑的1.25～1.5倍，節流域半徑定義為節流域中心點到該節流域狹縫幾何中心點的距離。

本發明進一步的改進在于，主節流域小孔結構和輔節流域小孔結構的孔徑均為0.1mm～0.3mm，小孔為直孔，在小孔入口處直徑較大，在即將進入氣膜區域的位置存在一個截面漸縮區域，將孔徑縮至目標直徑大小。