CN1020946C - 气体浮环动静压混合轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴承结构。主要是一种双膜型气体浮环动静压混合润滑轴承，其主要由外套、浮环、轴和止推板组成，轴与浮环构成内气膜，浮环与轴套构成外气膜，浮环两端面与两止推板构成二止推气膜。在外套与浮环内表面上，分别均布若干浅腔，腔内有供气小孔。浮环端面制有扇形槽或螺旋槽。其特点是：支承精度高、摩擦功耗低、高速稳定性好，寿命长。
Description
本发明涉及一种轴承结构，适用于高速、精密支承的需要;可广泛应用于精密机械，仪器仪表、宇航、电子、医疗器械等行业。
目前，用于高速精密支承的轴承有三种：（1）、高速滚珠轴承，最高转速18万
/min，寿命短（200小时左右），振动、噪声大。（2）、单膜气体轴承，最高转速20万r/min，摩擦损耗大，制造精度要求高，造价昂贵。其中象○形橡胶圈支承的静压空气轴承、波箔轴承等，虽然转速也可达到30-40万r/min，但其支承精度差、径向跳动5-15μm，不适于精密支承。（3）双膜气体轴承，其中以气体浮环轴承为主，近年来刚刚开始研制，目前已公开发表的结构形式只有：纯动压气体浮环轴承和纯静压气体浮环轴承两种（如专利DE2945821A1.SU1449722A1）。其缺点是高速稳定性仍不理想，转速超过20万r/min，往往工作失稳。其中纯动压气体浮环轴承，功耗大、制造精度要求高，因此，难于推广应用。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，而提供一种新型空气轴承产品，使之结构合理、工艺简单，高速稳定性好，回转精度高，功耗低，以满足30万r/min以至更高的高速精密支承的需要。
本发明与现有技术相比，具有如下特点：1、高速稳定性好;2、支承精度高;3、摩擦功耗低;4、寿命长。由本轴承支承的
超高速精密空气主轴，在速度达30万r/min时仍能稳定工作。
本发明采用这样一种结构，即由外套、浮环、轴及止推板组成，轴与浮环构成内膜，浮环与外套构成外膜。在外套表面及浮环表面上沿周向均布数个浅腔，腔内有供气小孔1个或数个;在浮环两端面上制有扇形阶梯槽或螺旋槽（包括人字槽）;止推板在浮环两侧与浮环两端面构成轴向间隙，作为浮环的轴向支承。
本发明有如下附图：
图1是本发明的轴向剖视图。
图2是本发明的径向剖视图。
图3是外套剖视图。
图4是外套上浅腔及供气孔分布图。
图5是浮环端面视图。
图6是本发明的径向视图。
图7是外套上浅腔的分布图。
图8是浮环上浅腔分布图。
本发明有以下实施例作进一步详述：
例1为图1-5所示，由外套1、浮环2、轴3和止推板4构成。外套内表面沿周向均布3个浅腔11，每腔内有一个供气孔小孔5，孔径为φ0.6mm，位于腔的适当位置，腔深10-20μm。外套内表面与浮环外表面构成轴承外气膜7。浮环内表面沿周向均布3个浅腔，每腔内有一供气小孔6，位于腔的适当位置，腔深10-20μm。
浮环内表面与轴外圆而构成轴承内气膜8，内外气膜厚度取8-14μm。浮环两端面制有扇形槽14，槽数为6，槽深为15-25μm。浮环两端面与二止推板构成轴向气膜，膜厚度为15-30μm。轴承供气为0.4～0.6MPa。
外部加压气体通过外套供气孔5进入外膜7，再通过浮环供气孔6进入内膜8，径向膜排气在环两端轴向间隙处形成轴向气膜，使轴高速旋转。由于内膜气体的粘滞作用，带动浮环随轴同向旋转，于是同时构成内、外及轴向动压气膜，与初始形成的静压气膜合成轴承的动静压润滑效果。
例2，如图6-8所示，外套浅腔沿轴向取二排对称分布，沿周向每排均布6腔，每腔内分布1或2只供气小孔。浮环内表面取一排腔，沿周向均布6只。每腔内分布1只供气小孔，在外套沿轴向φ截面内，有内膜供气孔13和环槽10。其余结构和工作原理同例1。
例3，如例1所述，其中浮环两端面制有螺旋槽15，槽参数取：槽数8条，槽深15μ，槽宽比例1：1，槽角为36°。其中螺旋槽操可以是人字槽。
例4，如例1所述，其中浮环止推轴承也可以是静压轴承，即在两止推板上对应于浮环端面中心圆附近，沿周向均布3-8供气小孔，与气源相通。
Claims (3)
1、一种气动浮环动静压混合轴承，由外套、浮环、轴和止推板组成，其特征在于：轴与外套之间有一浮环；浮环与轴之间构成内膜、浮环与外套之间构成外膜，浮环两端面与两止推板构成轴向气膜，在外套内表面及浮环内表面上、沿周向均布数个浅腔，腔内有一个或数个供气小孔；在浮环两端面上，制有扇形槽，也可以是螺旋槽；在浮环外圆面上，位于供气孔所在平面内，开一环形槽，作为浮环供气的稳压气腔。
2、根据权利要求1所述的气体浮环动静压混合轴承，其特征在于：浅腔可以是3-8个，也可以布置在轴和浮环的外圆面上。
3、根据权利要求1或2所述的气体浮环动静压混合轴承，其特征在于：外套上的浅腔可以是两排，每排3-8个沿周向均布，两排浅腔之间开一环形深槽，环槽内有与气源相通的供气孔1-4个。
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