[實用新型]一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920772531.0
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN210509970U
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 余奕甫;馬元宏;朱浩;趙學軍;馬開拓;金鑫
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;F16C37/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

1.一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構，其特征在于：包括氣體球軸(1)、n個螺旋淺腔(3)、2n個連接通道(4)和環(huán)形散熱槽(5)；其中，氣體球軸(1)為半球體結構；氣體球軸(1)的水平面水平放置；環(huán)形散熱槽(5)水平設置在氣體球軸(1)的頂端外壁處；n個螺旋淺腔(3)均勻設置在氣體球軸(1)的外壁；且位于環(huán)形散熱槽(5)一個的下方；2n個連接通道(4)兩兩一組，分成n組；每組連接通道(4)對應1個螺旋淺腔(3)；且每組連接通道(4)的頂部與環(huán)形散熱槽(5)連通；每組連接通道(4)的底部與對應的螺旋淺腔(3)連通；n為正整數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構，其特征在于：所述的環(huán)形散熱槽(5)為環(huán)形凹槽結構；環(huán)形散熱槽(5)的截面(51)為倒置梯形形狀；梯形截面(51)的上邊L1長為500mm；下邊L2長為200mm；高為8μm。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構，其特征在于：所述環(huán)形散熱槽(5)與連接通道(4)連通的底邊圓弧(52)半徑為5.6-5.7mm。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構，其特征在于：所述的螺旋淺腔(3)為螺旋凹槽結構；螺旋淺腔(3)的凹槽截面為矩形形狀；螺旋淺腔(3)凹槽的槽寬為1.9-2.0mm；槽深為6μm；12≤n≤24。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構，其特征在于：所述的螺旋淺腔(3)的母線(32)為螺旋線；母線(32)的螺距為17.1-17.2mm；高度為4.6mm；螺旋淺腔(3)頂部的鈍角頂點(33)為圓角結構；鈍角頂點(33)圓角的半徑為0.5mm；螺旋淺腔(3)頂部的銳角頂點(34)為圓角結構；銳角頂點(34)圓角的半徑為0.1mm。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構，其特征在于：所述連接通道(4)為螺旋凹槽結構；連接通道(4)凹槽的截面形狀為圓形。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構，其特征在于：所述每組連接通道(4)沿母線方向?qū)ΨQ設置在對應螺旋淺腔(3)的頂部。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構，其特征在于：所述氣浮軸承的工作溫度為-40℃～50℃；氣浮軸承工作時的溫度變化小于等于±1℃。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種具備快速散熱功能的氣浮軸承結構，其特征在于：所述氣浮軸承的工作過程為：

氣浮軸承開始高速旋轉(zhuǎn)后，沿螺旋淺腔(3)母線方向產(chǎn)生氣體動壓；由于氣浮軸承高轉(zhuǎn)速和氣體粘性，產(chǎn)生大量熱量，聚集在螺旋淺腔(3)的鈍角頂點(33)和銳角頂點(34)附近，造成氣浮軸承短時間局部溫度梯度升高；通過連接通道(4)實現(xiàn)將熱量隨著動壓方向快速傳遞至環(huán)形散熱槽(5)；直至通過氣體球軸(1)的頂部排出氣浮軸承外，實現(xiàn)降低氣浮軸承間隙溫度梯度。