[實用新型]具有半預緊結構的徑向動壓空氣軸承

有效

• 申請號: 202123127620.6
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN216642801U
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 朱冰碩;喬青滿;張博倫;賈曉光;王沾樸;薛楓;袁添澤;張康;張春華;秦懂;靳國梁;陳少華
• 申請（專利權）人: 河北金士頓科技有限責任公司
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 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: 趙俊嬌

本實用新型公開了具有半預緊結構的徑向動壓空氣軸承，包括由外至內依次裝配的軸承座、波箔和頂箔，波箔為彈性支撐構件，軸承座的內端上開設有多個插槽。頂箔于環向上分為懸臂式頂箔和波箔式頂箔。在波箔式結構的基礎上與懸臂結構進行了整合，在不降低軸承承載能力的前提下，將軸承上方結構，由原來的整周式頂箔改為了懸臂式頂箔，由于懸臂結構的預緊作用，從而在軸承上方也可產生氣膜，有效抑制了軸系的徑向竄動，整體也類似于“抱住了轉子”，提高了軸承?軸系運行的穩定性。

技術領域

本實用新型涉及動壓氣體軸承技術領域，尤其涉及一種具有半預緊結構的徑向動壓空氣軸承。

背景技術

通常來說，箔片式徑向動壓空氣軸承可以分為兩大類，即波箔式與懸臂式。

通常我們關注軸承的這么幾個指標：即承載能力、一定載荷下的起飛力矩和起飛轉速、軸承溫升、軸系運行穩定性。隨著空浮行業的迅猛發展，現在還需要關注軸承的抗沖擊振動能力。相同幾何尺寸的波箔式和懸臂式軸承可以做一個簡單對比發現如下表所示：

從上表可以看出，波箔式結構軸承似乎有很多優勢，但是在實際應用中，我們更關注的軸承性能指標有：承載能力、軸系運行穩定性及抗沖擊振動能力，而軸系運行穩定性及抗沖擊能力最為關鍵。這些性能指標，具有一票否決制。例如在氫燃料電池空壓機行業，即使某一款軸承擁有良好的承載能力，較低的起飛力矩和起飛轉速，較低的溫升及良好的抗沖擊振動能力，但是如果軸系不能穩定運行，則一切都是徒勞的。因為軸系不能穩定運行，則意味著該空壓機是不穩定的，極有可能會燒損，對整車帶來極大損失。

目前空浮行業，無論是空浮鼓風機、氫燃料電池空壓機或者ACM等行業，波箔式軸承是最常見的，盡管其軸系運行穩定性理論上要差于懸臂式，且在實際應用中，也的確是要差于懸臂式，但并沒有差到不可使用的地步。在常見的轉速范圍內，例如0～100000rpm轉速范圍內，甚至0～120000rpm范圍內，通過調整軸承的參數，例如波箔幾何尺寸，徑向間隙等，波箔式軸承也可以穩定支承軸系的運行。

但是面對更高的轉速，則波箔式軸承對于軸系運行的穩定性，其劣勢開始顯現，因為通過調整軸承的參數來維持穩定性，則比較困難，通常收效甚微。現在空浮行業的一個發展方向是高速小型化，這對波箔式軸承是一個不小的挑戰，如果不能穩定支承軸系的運行，則一切都毫無意義。但是如果改用懸臂式結構軸承，似乎又無法解決抗沖擊振動差、承載能力弱的問題。因此必須對現有箔片式空氣軸承的結構進行改良，以確保其在更高轉速下，既可以保證軸系穩定運行，又能滿足軸承抗沖擊振動的要求。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種具有半預緊結構的徑向動壓空氣軸承，能夠有效提高軸承-軸系運行的穩定性和整個軸承的抗沖擊的能力。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：

具有半預緊結構的徑向動壓空氣軸承，包括由外至內依次裝配的軸承座、波箔和頂箔，所述波箔為彈性支撐構件，所述軸承座的內端上開設有多個插槽，其特征在于：

所述頂箔于環向上分為懸臂式頂箔和波箔式頂箔；

所述波箔式頂箔位于軸承座的下半圈，其兩端均具有向離心方向彎折形成的第一折彎部，所述第一折彎部插入軸承座的插槽內；

所述懸臂式頂箔具有獨立的多段，每段懸臂式頂箔的一端具有向離心方向彎折形成的第二折彎部，所述第二折彎部插入軸承座內圈的插槽內，懸臂式頂箔的另一端沿周向自由搭接在相鄰單體上；

所述波箔式頂箔和每段懸臂式頂箔均對應有一段波箔，每段波箔的一端向離心方向彎折后形成第三彎折部，所述第三彎折部插入軸承座內圈的插槽內，另一端沿軸承座內圓周壁延伸形成自由端。

進一步的技術方案在于：所述懸臂式頂箔和波箔式頂箔按1:(1～1.5)的圓周占比分布。