[發(fā)明專利]一種外廓式空氣軸承

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011008033.2
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN111963262A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 黃若;郭文杰;高澤;黃仕豪
• 申請（專利權）人: 萍鄉(xiāng)北京理工大學高新技術研究院
• 主分類號: F01D25/22
• 分類號: F01D25/22;F04D29/057;F16C17/12
• 代理公司: 南昌金軒知識產(chǎn)權代理有限公司 36129
• 代理人: 石紅麗

本發(fā)明公開了一種外廓式空氣軸承，包括外廓式空氣軸承，所述外廓式空氣軸承應用于閉式旋轉流體機械，所述閉式流體機械工作輪輪蓋外表面設計為輪蓋外側圓柱面和輪蓋外側圓錐面的結合。本發(fā)明將閉式旋轉流體機械工作輪輪蓋外表面形狀稍作修改，成為空氣軸承安裝面，徑向空氣軸承和止推空氣軸承可充分利用工作輪本身表面作為安裝面，改變了軸承位于轉子軸上的傳統(tǒng)布局，可大幅縮短軸的長度；同時，轉子的縮短以及軸承相對跨距的適當加大有利于降低軸承附加載荷及提高轉速。

技術領域

本發(fā)明涉及軸承領域，特別涉及一種外廓式空氣軸承。

背景技術

空氣軸承采用氣體作為潤滑劑，軸承內(nèi)無機械接觸，幾乎不產(chǎn)生磨損，由此保證了更高的旋轉精度和更高的轉速，并且耐高溫、無污染、壽命長，廣泛應用于各種旋轉機械。

高速旋轉機械的主要構成部件為轉子、定子、軸承等，其中一類旋轉機械的轉子質(zhì)量集中于轉子兩端，典型的如渦輪增壓器、渦輪發(fā)電機、雙平衡塊轉子動平衡機等，其軸承通常設置于轉子中部。以渦輪增壓器為代表的旋轉流體機械中，為了方便布置軸承和密封結構，轉子軸通常較長，并且轉子質(zhì)量集中于工作輪，即轉子兩端，這樣的轉子往往更易失穩(wěn)，且振幅較大。

渦輪和壓氣機輪均有閉式結構，其泄漏損失更小、強度更好，且當前先進增材制造工藝逐漸成熟，有利于小型閉式工作輪的制造與應用，且為更加復雜流道的加工提供了可能。而材料相同時，閉式工作輪往往質(zhì)量更大，不利于提高轉速，且對轉子穩(wěn)定性帶來更大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供以下的技術方案：

本發(fā)明提供了一種外廓式空氣軸承，

包括外廓式空氣軸承，所述外廓式空氣軸承應用于閉式旋轉流體機械，所述閉式流體機械工作輪輪蓋外表面設計為輪蓋外側圓柱面和輪蓋外側圓錐面的結合。

優(yōu)選的，所述外廓式空氣軸承作外廓式徑向空氣軸承時，且安裝于閉式工作輪的輪蓋外側圓柱面，所述閉式工作輪采用渦輪和/或壓氣機輪。

優(yōu)選的，所述外廓式空氣軸承作外廓式止推空氣軸承時，可安裝在渦輪輪背面和/或壓氣機輪輪蓋外側圓錐面；對于壓氣機輪與渦輪結合成單一轉子的機械，如渦輪增壓器，只需在渦輪輪背面安裝外廓式止推空氣軸承。

優(yōu)選的，所述外廓式空氣軸承設置為動壓空氣軸承，所述外廓式空氣軸承結構包括但不限于波箔型、懸臂型。

本發(fā)明有益效果

本發(fā)明將閉式旋轉流體機械工作輪輪蓋外表面形狀稍作修改，成為空氣軸承安裝面，徑向空氣軸承和止推空氣軸承可充分利用工作輪本身表面作為安裝面，改變了軸承位于轉子軸上的傳統(tǒng)布局，可大幅縮短軸的長度；同時，轉子的縮短以及軸承相對跨距的適當加大有利于降低軸承附加載荷及提高轉速；此外，這種外廓式空氣軸承布局方式還有利于整體機械的小型化，以提高功率密度。

附圖說明

圖1為閉式渦輪/壓氣機輪示意圖。

圖2為波箔型動壓空氣軸承結構示意圖。

圖3為懸臂型動壓空氣軸承結構示意圖。

圖4為應用外廓式空氣軸承的渦輪增壓器結構示意圖。

附圖標記說明：1、輪蓋外側圓柱面；2、輪背面；3、輪蓋外側圓錐面；4、閉式渦輪；5、閉式壓氣機輪；6、渦輪殼；7、壓氣機殼；8、中間殼；9、軸；10、外廓式徑向空氣軸承；11、外廓式止推空氣軸承。

具體實施方式