[發(fā)明專利]一種基于3D打印的雙箭頭結構的高阻尼性能空氣軸承

有效

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• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113090647B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設計）人: 馮凱;吳元輝;王建偉;李文俊
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F16C17/24
• 分類號: F16C17/24;F16F15/129
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 殷瑜

本發(fā)明公開了一種基于3D打印的雙箭頭結構的高阻尼性能空氣軸承，包括頂箔、雙箭頭結構、阻尼材料、支承底板、螺栓、軸向擋板以及軸承套，所述頂箔收容于所述支承底板內并與支承底板間隔設置，所述雙箭頭結構裝配于所述支承底板與所述頂箔之間，所述阻尼材料嵌設于所述雙箭頭結構內，所述軸向擋板和所述支承底板通過所述螺栓固設于所述軸承套。本發(fā)明的有益效果：通過引入雙箭頭結構作為空氣軸承中彈性支承的基本結構，首先能提供空氣軸承所需要的剛度，其次利用雙箭頭結構的負泊松特性約束雙箭頭結構內部的阻尼材料進行兩個方向的壓縮，增大內部能量的消耗，提升空氣軸承的阻尼性能。

【技術領域】

本發(fā)明涉及高阻尼空氣軸承技術領域，尤其涉及一種基于3D打印的雙箭頭結構的高阻尼性能空氣軸承。

【背景技術】

空氣箔片軸承是一種自適應性動壓軸承，有頂箔，彈性支承結構和軸承套三部分組成。其工作原理是將環(huán)境氣體作為潤滑介質，高速轉子將環(huán)境氣體拖入轉子與頂箔形成的收斂性空間，形成動壓效應，從而產生高于環(huán)境氣壓的氣膜壓力，使轉子懸浮。但是傳統(tǒng)的空氣箔片軸承的阻尼性能主要來自的氣體介質的粘性和箔片間的相互摩擦產生的庫倫阻尼。作為潤滑介質的氣體粘性很小，而箔片間庫倫摩擦也不能滿足系統(tǒng)振動能量的耗散需求。當轉速轉速進一步提高時，轉子系統(tǒng)可能會發(fā)生次同步振動，使系統(tǒng)的的振動幅值過大，降低系統(tǒng)的高速穩(wěn)定性，從而限制了轉子系統(tǒng)的極限轉速。

雙箭頭結構是一種負泊松比結構，負泊松比結構具有負泊松比效應，這種結構在受到軸向拉伸(或壓縮)時，其垂直方向發(fā)生膨脹(或收縮)。

3D打印是一種增材技術，以數(shù)字模型文件為基礎，利用粉末，絲，液體等離散材料，通過逐層打印的方式來制造具有復雜形狀的物體。

因此，亟需一種新的基于3D打印的雙箭頭結構的高阻尼性能空氣軸承來解決上述技術問題。

【發(fā)明內容】

本發(fā)明公開了一種基于3D打印的雙箭頭結構的高阻尼性能空氣軸承，其可以解決背景技術中涉及的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：

一種基于3D打印的雙箭頭結構的高阻尼性能空氣軸承，包括頂箔、雙箭頭結構、阻尼材料、支承底板、螺栓、軸向擋板以及軸承套，所述頂箔收容于所述支承底板內并與支承底板間隔設置，所述雙箭頭結構裝配于所述支承底板與所述頂箔之間，所述阻尼材料嵌設于所述雙箭頭結構內，所述軸承套沿其周向均勻分布有多個凹槽和多個螺紋孔，所述支承底板包括與多個所述凹槽匹配的多條條形底座和設置于所述條形底座一端的螺栓座，所述軸向擋板沿其周向設有多個螺栓孔，所述螺栓與所述螺栓孔、所述螺栓座以及所述螺紋孔配合以將所述軸向擋板和所述支承底板依次固設于所述軸承套。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選：所述雙箭頭結構與所述支承底板采用3D打印方式一體設置。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選：所述雙箭頭結構固設于所述條形底座上。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選：每一所述條形底座上并排設有三個所述雙箭頭結構。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選：所述雙箭頭結構和所述支承底板具有負泊松比效應。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選：所述條形底座可拆裝的插設于所述凹槽內。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選：所述雙箭頭結構包括收容凹槽，所述阻尼材料通過工業(yè)膠水粘接固設于所述收容凹槽內。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選：所述收容凹槽呈箭頭形，所述阻尼材料形狀與所述雙箭頭結構的形狀相匹配。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選：所述雙箭頭結構的箭頭方向指向所述頂箔。

本發(fā)明提供的一種基于3D打印的雙箭頭結構的高阻尼性能空氣軸承的有益效果：