CN103042336B - 一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置 - Google Patents

一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置 Download PDF

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Abstract

一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，包括上模和下模，上模为圆环形，在圆周方向上均布有4个通孔，在内圆处均分有8个狭缝；下模外部有圆环形凸台，其内侧周向均分有4个通孔，与上模上的通孔相对应，下模的中心部分有1个圆柱形凸台，其上均分有8个狭槽，其中心有1个通孔，下模上的通孔均带有沉孔；推力轴承底座放置在下模上，上模放置在推力轴承底座上，上模上的4个通孔与下模上的对应通孔对齐并套在螺栓上，在下模和上模共同形成的轮廓外形中依次放入支承拱箔、顶层箔片、条形橡胶垫和压条，用大压环和小压环压紧、固定待点焊的推力轴承，使推力轴承底座、支承拱箔和顶层箔片间的相对位置准确、匀称，且不会划伤顶层箔片。

Description

一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置
技术领域
本发明涉及气体轴承制作技术领域，特别涉及一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置。
背景技术
气体轴承被广泛应用于各种透平机械中，与滚动轴承及油润滑滑动轴承相比，气体轴承具有转速高、精度高、功耗低和寿命长四大优点。同时，在一些特殊场合，气体轴承打开了常规支承所长期回避的一些润滑禁区。
目前，美国等国家的气体轴承制作技术已经很成熟。美国的MiTi公司可以制作出直径从6mm到150mm的弹性箔片气体径向轴承和直径从10mm到228mm的弹性箔片气体推力轴承。这些气体轴承在650℃高温时的启停次数可以超过10万次，最大承载能力可以达到427kg。由于箔片轴承技术的核心军事价值和商业价值，西方国家对我国采取了封锁政策。箔片轴承在高性能旋转机械无油支承技术中占有重要地位，箔片轴承的设计制作是打破技术封锁的有力途径。
弹性箔片气体推力轴承主要由推力轴承底座、支承拱箔和顶层箔片组成。一般情况下，弹性箔片气体推力轴承成对地面对面安装在转子推力盘的两边，因次在设计推力轴承的点焊装置时，需要相互对称的两种结构。在使用点焊机焊接推力轴承时，要保证支承拱箔、顶层箔片和轴承底座间的相对位置准确、焊点光滑、平整、均匀。
未查到国内外有关于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的装置的相关文献。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，使推力轴承底座、支承拱箔和顶层箔片间的相对位置在焊接时准确、匀称，且不会划伤顶层箔片。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，包括上模2和下模1，上模2和下模1配合；
所述的上模2的外部轮廓为圆形，在圆周方向上均匀分布有4个通孔，上模2的内圈为圆形，内圆上均匀分布有8个狭缝；
所述的下模1有2种结构：第一种外部有圆环形凸台12，圆环形凸台12的内侧周向均匀分布有4个通孔，与上模2上的通孔相对应，下模1的内部中心部分有1个圆柱形凸台13，圆柱形凸台13上均匀分布有8个狭槽，狭槽的中心线与下模1的中心线平行但不重合，圆柱形凸台13的中心有1个通孔，下模1上的5个通孔均带有沉孔，沉孔在下模1的底部；下模1的另一种结构与第一种的区别为其圆柱形凸台上均匀分布的8个狭槽的位置与第一种结构成对称关系；
螺栓穿过下模1上的通孔并使螺栓头埋入下模1底部的沉孔里，推力轴承底座7放置在下模1的上面，上模2放置在推力轴承底座7的上面，上模2上的4个通孔与下模1上的对应通孔对齐并套在螺栓上，在下模1和上模2共同形成的轮廓外形中依次放入支承拱箔8、顶层箔片9、条形橡胶垫10和压条5，其中，压条5上距圆弧开口较远的一端嵌入上模2的狭缝中，较近的一端嵌入下模1的狭槽中，压条5的圆弧形开口朝向支承拱箔8和顶层箔片9的内部，大压环3安装后压住压条5的一端，大压环3上的通孔与上、下模上的对应通孔对齐并套在螺栓上，小压环6安装在中间位置并压住压条5的另一端，小压环6上的通孔与下模1中心的通孔对齐并套在螺栓上。
所述的压条5为长方体，其上有均布的圆弧形开口。
所述的条形橡胶垫10的形状与压条5一致。
所述的大压环3在圆周方向均布有4个通孔，小压环6的中间有1个通孔，大压环3和小压环6上均开有圆环形狭槽，狭槽中镶嵌有O型圈4。
所述的圆环形凸台12的内径和上模2的外径之间为小间隙配合。
所述的圆柱形凸台13的外径和推力轴承的内径之间为小间隙配合。
所述的上模2的内圆和其上的狭缝相交处的凸台11与支承拱箔8和顶层箔片9在圆周方向均为小间隙配合。
所述的上模2上的狭缝和下模1圆柱形凸台13上的狭槽与压条5之间为间隙配合。
本发明的有益效果是：下模1上的圆柱形凸台13的外径与推力轴承底座7的内径相配合，起到对推力轴承底座7的径向定位作用；下模1上的圆环形凸台12的内径与上模2的外径相配合，起到对上模2的径向定位作用，穿过通孔的螺栓，除了紧固各个零部件外，还对上模2起到周向定位作用；上模2的内圆、上模2上的凸台11和下模1上的圆柱形凸台13对支承拱箔8和顶层箔片9起到完全定位作用，上模2可作正、反面使用，分别配合2种结构的下模1；压条5的圆弧形开口朝向支承拱箔8和顶层箔片9的内部，为点焊电极留取合适的空间，均布的圆弧形开口，对点焊电极起到定位作用；大、小压环的狭槽中镶嵌的O型圈4分别压在8个压条的两端，由于O型圈4具有弹性，可以保证每个压条5都对支承拱箔8和顶层箔片9具有一定的压紧力，可以有效降低压条5和大、小压环的加工精度；条形橡胶垫10可以避免压条5与顶层箔片9的直接接触，起到保护顶层箔片9的作用。本发明使推力轴承底座7、支承拱箔8和顶层箔片9之间的相对位置准确、匀称，且不会划伤顶层箔片9。
附图说明
图1是本发明的整体装配剖视图。
图2是图1的A局部放大图。
图3是本发明的上模2的俯视图。
图4是本发明的下模1的俯视图。
图5是本发明的压条5的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理做详细说明。
参照图1和图2，一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，包括上模2和下模1，上模2和下模1配合；
所述的上模2外部轮廓为圆形，在圆周方向上均匀分布有4个通孔，通孔中安装有螺栓并兼具周向定位作用；上模2的内圈为圆形，内圆上均匀分布有8个狭缝，上模2的内圈对支承拱箔8、顶层箔片9和压条5起到定位作用。上模2反向安装，配合下模1的另一种结构使用，可制作出对称结构的推力轴承。
参照图3，上模2的内圆上均匀分布有8个狭缝，狭缝和内圆相交处有8个凸台11，上模2的内圆和上模2上的凸台11对支承拱箔8和顶层箔片9起到完全定位作用。
参照图4，所述的下模1的外部有圆环形凸台12，圆环形凸台12的内圆与上模2的外径相配合，圆环形凸台12的内侧周向均匀分布有4个通孔，与上模2上的通孔相对应，下模1的内部中心部分有1个圆柱形凸台13，圆柱形凸台13的外径与推力轴承底座7的内径相配合。圆柱形凸台13上均匀分布有8个狭槽，狭槽的中心线与下模1的中心线平行但不重合，圆柱形凸台13的中心有1个通孔，下模1上的5个通孔均带有沉孔，沉孔在下模1的底部。因为一般情况下推力轴承都是成对地面对面安装在推力盘的两边，用此下模1制作出的推力轴承为一对中的一个，制作另一个推力轴承的下模的结构与上述结构的区别为其圆柱形凸台上均匀分布的8个狭槽的位置与上述结构成对称关系。这样可以保证安装在推力盘两边的推力轴承的对称性。
参照图5，所述的压条5为长方体，其上有均布的圆弧形开口，压条5上距圆弧形开口较远的一端嵌入上模2的狭缝中，距圆弧形开口较近的一端嵌入圆柱形凸台13的狭槽中，压条5的圆弧形开口朝向支承拱箔8和顶层箔片9的内部。压条5的作用是压紧需要点焊的支承拱箔8和顶层箔片9。
所述的条形橡胶垫10的形状与压条5一致，对顶层箔片9起到保护作用，同时，使压条5的压力在顶层箔片9上分布均匀。
所述的大压环3在圆周方向均布有4个通孔，小压环6的中间有1个通孔，大压环3和小压环6上均开有圆环形狭槽，狭槽中镶嵌有O型圈4。其目的是压紧全部压条5，并将压力传递至需要进行点焊的支承拱箔8和顶层箔片9。
所述的圆环形凸台12的内径和上模2的外径之间为小间隙配合。
所述的圆柱形凸台13的外径和推力轴承的内径之间为小间隙配合。
所述的上模2的内圆和其上的狭缝相交处的凸台11与支承拱箔8和顶层箔片9在圆周方向均为小间隙配合。
所述的上模2上的狭缝和下模1圆柱形凸台13上的狭槽与压条5之间为间隙配合。
本发明的工作原理是：
先将5个螺栓从下模1的底部穿过其上的通孔，再将推力轴承底座7放置在下模1的上方，使推力轴承底座7的内径与下模1上的圆柱形凸台13的外径相配合，然后将上模2放置在推力轴承底座7的上方，使其圆周方向上的4个通孔与下模1上的对应通孔对齐并套在螺栓上，上模2的外径与下模1上的圆环形凸台12的内径相配合，在下模1和上模2共同形成的轮廓外形中依次放入支承拱箔8、顶层箔片9、条形橡胶垫10和压条5，其中，压条5上距圆弧形开口较远的一端嵌入上模2的狭缝中，较近的一端嵌入下模1的狭槽中，压条5的圆弧形开口朝向支承拱箔8和顶层箔片9的内部，大压环3安装后压住压条5的一端，大压环3上的通孔与上、下模上的对应通孔对齐并套在螺栓上，小压环6安装在中间位置并压住压条5的另一端，小压环6上的通孔与下模1中心的通孔对齐并套在螺栓上。
完成上述工作后，将螺栓上的螺母拧紧，将辅助装置连同固定在其内部的待焊接弹性箔片气体推力轴承一起放置在点焊机的工作台上，将电极对准压条的圆弧开口位置逐点进行焊接。点焊完成后，将螺母松开，分解辅助装置的各个部件，取出完成点焊后的弹性箔片气体推力轴承，即完成了推力轴承的点焊加工。上模2反向安装，配合下模1的另一种结构使用，可制作出对称结构的推力轴承。
图中：1为下模，2为上模，3为大压环，4为O型圈，5为压条，6为小压环，7为推力轴承底座，8为支承拱箔，9为顶层箔片，10为条形橡胶垫，11为凸台，12为圆环形凸台，13为圆柱形凸台。

Claims (8)

1.一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，包括上模(2)和下模(1)，上模(2)和下模(1)配合，其特征在于：
所述的上模(2)外部轮廓为圆形，在圆周方向上均匀分布有4个通孔，上模(2)的内圈为圆形，内圆上均匀分布有8个狭缝；
所述的下模(1)有2种结构：第一种外部有圆环形凸台(12)，圆环形凸台(12)的内侧周向均匀分布有4个通孔，与上模(2)上的通孔相对应，下模(1)的内部中心部分有1个圆柱形凸台(13)，圆柱形凸台(13)上均匀分布有8个狭槽，圆柱形凸台(13)的中心有1个通孔，下模(1)上的5个通孔均带有沉孔，沉孔在下模(1)的底部；
螺栓穿过下模(1)上的通孔并使螺栓头埋入下模(1)底部的沉孔里，推力轴承底座(7)放置在下模(1)的上面，上模(2)放置在推力轴承底座(7)的上面，上模(2)上的4个通孔与下模(1)上的对应通孔对齐并套在螺栓上，在下模(1)和上模(2)共同形成的轮廓外形中依次放入支承拱箔(8)、顶层箔片(9)、条形橡胶垫(10)和压条(5)，其中，压条(5)上距圆弧开口较远的一端嵌入上模(2)的狭缝中，较近的一端嵌入下模(1)的狭槽中，压条(5)的圆弧形开口朝向支承拱箔(8)和顶层箔片(9)的内部，大压环(3)安装后压住压条(5)的一端，大压环(3)上的通孔与上、下模上的对应通孔对齐并套在螺栓上，小压环(6)安装在中间位置并压住压条(5)的另一端，小压环(6)上的通孔与下模(1)中心的通孔对齐并套在螺栓上。
2.根据权利要求1所述的一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，其特征在于：所述的压条(5)为长方体，其上有均布的圆弧形开口。
3.根据权利要求1所述的一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，其特征在于：所述的条形橡胶垫(10)的形状与压条(5)一致。
4.根据权利要求1所述的一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，其特征在于：所述的大压环(3)在圆周方向均布有4个通孔，小压环(6)的中间有1个通孔，大压环(3)和小压环(6)上均开有圆环形狭槽，狭槽中镶嵌有O型圈(4)。
5.根据权利要求1所述的一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，其特征在于：所述的圆环形凸台(12)的内径和上模(2)的外径之间为小间隙配合。
6.根据权利要求1所述的一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，其特征在于：所述的圆柱形凸台(13)的外径和推力轴承的内径之间为小间隙配合。
7.根据权利要求1所述的一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，其特征在于：所述的上模(2)的内圆和其上的狭缝相交处的凸台(11)与支承拱箔(8)和顶层箔片(9)在圆周方向均为小间隙配合。
8.根据权利要求1所述的一种用于点焊制作弹性箔片气体推力轴承的辅助装置，其特征在于：所述的上模(2)上的狭缝和下模(1)圆柱形凸台(13)上的狭槽与压条(5)之间为间隙配合。
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