[發明專利]一種徑向箔片動壓空氣軸承

有效

• 申請號: 202010706913.0
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111795062B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 朱冰碩;袁添澤;牛樹潭;劉銘;陳少華;陸勝策;武偉;張春華;張康;牛浩鐸
• 申請（專利權）人: 河北金士頓科技有限責任公司
• 主分類號: F16C17/02
• 分類號: F16C17/02;F16C33/06
• 代理公司: 石家莊開言知識產權代理事務所(普通合伙) 13127
• 代理人: 李志民

本發明公開了一種徑向箔片動壓空氣軸承，其中，互聯式波箔中的割口由固定端內側延伸至自由端內側，每一割口由三段獨立的、弧形的子割口組成。該互聯式波箔通過將現有的分散的多條子波箔在周向的不同位置互相連接在一起，使各個分散的子波箔互連到一起，兩端的子波箔受到中間子波箔的制約，解決了動壓徑向空氣軸承在使用過程中，兩端分散的子波箔容易沿軸向錯位的問題。頂箔的兩端均具有折彎結構并置于軸承座的插槽內，在軸承座的兩端固定有限位擋環，限位擋環覆蓋通槽的兩端，能夠對折彎結構進行軸向限位，從而解決了徑向箔片動壓空氣軸承在使用過程中，頂箔沿軸向錯位的問題，從而提高了軸承的穩定性，及使用壽命。

技術領域

本發明涉及空氣軸承領域，尤其涉及一種徑向箔片動壓空氣軸承。

背景技術

箔片空氣軸承是一種采用空氣作為潤滑介質的自作用式動壓空氣軸承，20世紀70年代首先在飛機的環境控制系統(ACM)中得到應用，八九十年代逐步推廣到小型渦噴發動機、透平制冷機、微型燃氣輪機等領域，21世紀逐漸在空氣懸浮離心鼓風機、電子渦輪增壓器以及氫燃料電池用壓縮機等領域得到進一步的應用發展。箔片空氣軸承與傳統高速軸承相比，具有結構簡單、轉速高、摩擦功耗低、耐高低溫、穩定性好和維護方便等優點，在未來的高速旋轉機械領域具有廣闊的應用前景。

一般來說，徑向箔片動壓空氣軸承由一個頂箔與一個波箔構成，波箔置于軸承座內孔中并且沿圓周方向與軸承座內孔壁貼合，頂箔置于波箔內并且沿圓周方向與波箔貼合。頂箔與波箔沿圓周方向均不閉合，為開口結構，其中一端稱之為自由端，另一端稱之為固定端。

從徑向箔片動壓空氣軸承的安裝方式來看，固定端被完全約束到軸承座上，沿圓周方向或者軸向均無法自由移動，而對于頂箔來說，其自由端并沒有約束，頂箔自由端可以沿圓周方向小范圍內移動，這對于徑向箔片動壓空氣軸承的正常工作來說是必須的，因為箔片動壓空氣軸承在承受載荷時，波箔在承載區會發生彈性變形，必須通過頂箔沿圓周方向的自由移動與波箔的變形相匹配來保證軸承可以穩定承載，提高軸系運行的穩定性。

但是頂箔自由端還可以沿軸向發生移動，也即頂箔會發生軸向錯位。箔片動壓空氣軸承在正常工作時，頂箔自由端區域不可避免會受到軸系沿軸向振動的影響，頂箔容易沿著軸向發生錯位，同時由于頂箔與波箔緊密接觸，兩者之間摩擦的存在導致波箔自由端也容易沿軸向發生錯位。

另外，現有的波箔X20結構如圖1和圖2所示，波箔X20上具有一道或多道割口，割口由波箔的固定端貫通其自由端，將波箔主體于軸向上分割成多段子波箔，多段子波箔間僅通過固定端連接，兩端的子波箔由于氣膜壓力小及運行時振動影響，兩端子波箔沿軸向更容易發生錯位。

箔片的錯位會讓承載區有效工作氣膜分布不均勻，降低箔片動壓空氣軸承的承載能力及穩定性，導致軸系運行不穩，振動加劇，嚴重時甚至有可能發生軸系燒損。目前，還沒有有效辦法解決徑向箔片動壓空氣軸承的箔片沿軸向錯位的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠有效防止箔片軸向移位的徑向箔片動壓空氣軸承。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種徑向箔片動壓空氣軸承，包括由外至內依次嵌套的軸承座、波箔和頂箔，其特征在于：

軸承座，于其內壁上沿其軸向開設有一通槽，于通槽內具有將其環向分隔成第一插槽和第二插槽的隔塊；

波箔，其一端為固定端，具有向離心方向彎折形成的翼翅，另一端周向延伸形成自由端，所述波箔于軸向上具有周向的一道或多道割口，每一割口由固定端內側延伸至自由端內側，并由三段獨立的、弧形的子割口組成；

頂箔，其兩端分別向離心方向彎折形成固定翻邊和活動翻邊；

所述固定翻邊與翼翅貼合形成固定部，并插入第一插槽內，所述活動翻邊插入第二插槽內并緊貼隔塊設置，所述第二插槽內具有供活動部遠離隔塊運動的環向活動間隙；