CN103388622A - 轴向气体动压轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴向气体动压轴承，包括支撑环及在支撑环上依次固定的波纹衬底、中间箔片、抗磨箔片，所述的波纹衬底、中间箔片、抗磨箔片为与支撑环相同的圆环形，其中中间箔片由两个半圆环组成，在每个半圆环的一端设置有“L”形缺口，中间箔片的两个半圆环连接后形成了两个对称的“U”形缺口及插接部分，所述的波纹衬底上设置有缺口，缺口以外的其余部分设置有周向同心的波纹，抗磨箔片的外圆上设置有向圆心方向的槽，所述的插接部分从抗磨箔片上槽伸出并压在部分抗磨箔片上。本发明有效提高轴承工作的稳定性；采用中间箔片与抗磨箔片进行叠加而形成楔形区的方式，大大降低了制造的难度。

Description

轴向气体动压轴承

技术领域

本发明涉及一种气体动压轴承，尤其是一种轴向气体动压轴承。

背景技术

弹性箔片气体动压轴承是气体轴承的一种，是气体轴承近年来的最新发展成果，它是依靠旋转的轴不断地把具有一定粘度的气体带入收敛的楔形间隙，由于气体在被轴旋转吸入收敛的楔性间隙的过程中受到压缩，而产生气膜力，当在载荷方向上气膜力足以能平衡外载荷时，在轴与轴承之间就形成了一个完整的压力气膜，使轴承与轴的表面脱离接触，形成纯气体摩擦。由于这种机理，弹性箔片轴承具有工作温度范围广、速度高、摩擦损耗小、寿命长及结构简单等优点，特别适用于高速旋转机械。鉴于箔片气体动压轴承在高速旋转机械领域无可比拟的优势，它得到了美、英等发达国家的高度重视，其中美国的该项技术最为先进，已经在多个领域进入了商用阶段。国内也有一些大学、科研院所及企业在进行这方面的研制工作。

轴向气体动压轴承为推力轴承，目前的轴向气动轴承多由底层箔片和放在底层箔片上且圆周均布排列的多片顶层箔片叠加构成，遇到的技术难点主要是箔片气体轴承的寿命短、稳定性差及不易于制造等。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对现有技术的不足，提高轴承的稳定性并且工艺性好、易于制造的轴向气体动压轴承。

本发明的技术解决方案是：轴向气体动压轴承包括支撑环、在所述的支撑环上依次固定的波纹衬底、中间箔片、抗磨箔片，所述的波纹衬底、中间箔片、抗磨箔片为与支撑环相同的圆环形，其中中间箔片由两个半圆环组成，在每个半圆环的一端设置有“L”形缺口，所述的“L”形缺口的长边与中间箔片的内径相交，短边与半圆环的侧面相交，中间箔片的两个半圆环连接后形成了两个对称的“U”形缺口及插接部分，所述的波纹衬底上设置有与中间箔片位置、形状相同的缺口，缺口以外的其余部分设置有周向同心的波纹，抗磨箔片4的表面设置有自润滑层，其外圆上设置有向圆心方向的槽，槽的位置分别为中间箔片的两个半圆的连接线上及“L”形缺口的长边的延长线上，槽的深度与插接部分的径向宽度相同，所述的插接部分从抗磨箔片上槽伸出并压在部分抗磨箔片上，在抗磨箔片上位于中间箔片的每个缺口位置设置有通气孔，支撑环上还固定有调整箔，所述的调整箔位于波纹衬底和中间箔片的缺口内，厚度小于波纹衬底与中间箔片厚度之和。厚度差一般在0.2～0.4mm之间，最好为0.3mm。

所述的通气孔为6个，直径为2mm，并且是沿径向排列。

所述的抗磨箔片的表面设置的自润滑层为二硫化钼、特氟龙或青铜。

所述的波纹衬底上的周向同心的波纹为7个。

所述的支撑环上设置有径向的凹槽，调整箔的一端位于凹槽内，通过过盈配合的销钉固定在支撑环上。

所述的支撑环、波纹衬底、中间箔片、抗磨箔片通过销钉固定。

本发明的中间箔片的插接部分从抗磨箔片上槽伸出并压在部分带有自润滑涂层的抗磨箔片上，同时调整箔的厚度小于波纹衬底与中间箔片厚度之和，使得带有自润滑涂层的抗磨箔片发生弯曲，形成箔片变形区。箔片变形区与转盘构成了楔形结构。通过旋转的转盘不断地把具有一定粘度的气体带入收敛的楔形间隙，由于气体在楔性间隙中受到压缩而产生气膜力，当在载荷方向上气膜力足以能平衡外载荷时，转盘与带有自润滑涂层的抗磨箔片的表面脱离接触，形成纯气体摩擦。波纹衬底的周向同心波纹使波纹衬底具有弹性，其波形尺寸及分布规律影响着轴承的刚度。调整箔通过销钉安装在支撑环的凹槽内，用于调节楔形区所产生的挤压变形。

本发明在抗磨箔片下采用弹性波状波纹衬底，有效提高轴承工作的稳定性；采用中间箔片与抗磨箔片进行叠加而形成楔形区的方式，大大降低了制造的难度。工作时，随着推力盘的高速旋转，不断地把具有一定粘度的气体带入因中间箔片和带有自润滑涂层的抗磨箔片外侧进行插接而形成的收敛的楔形间隙，由于气体在被轴旋转吸入收敛的楔性间隙的过程中受到压缩，而产生气膜力，当在载荷方向上气膜力足以能平衡外载荷时，在轴与轴承之间就形成了一个完整的压力气膜，形成纯气体摩擦。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A截面视图；

图3为图1的B-B截面视图；

图4为本发明的爆炸图。

具体实施方式

如图所示，轴向气体动压轴承包括支撑环1、在所述的支撑环1上依次固定的波纹衬底2、中间箔片3、抗磨箔片4，所述的波纹衬底2、中间箔片3、抗磨箔片4为与支撑环相同的圆环形，其中中间箔片3由两个半圆环组成，在每个半圆环的一端设置有“L”形缺口，所述的“L”形缺口的长边与中间箔片3的内径相交，短边与半圆环的侧面相交，中间箔片3的两个半圆环连接后形成了两个对称的“U”形缺口5及插接部分6，所述的波纹衬底2上设置有与中间箔片3位置、形状相同的缺口，缺口以外的其余部分设置有周向同心的波纹，抗磨箔片4的表面设置有自润滑层，其外圆上设置有向圆心方向的槽，槽的位置分别为中间箔片3的两个半圆的连接线上及“L”形缺口的长边的延长线上，槽的深度与插接部分6的径向宽度相同，所述的插接部分6从抗磨箔片4上槽伸出并压在部分抗磨箔片4上，在抗磨箔片4上位于中间箔片3的每个缺口位置设置有通气孔7，支撑环上还固定有调整箔8，所述的调整箔8位于波纹衬底2和中间箔片3的缺口内，厚度小于波纹衬底2与中间箔片3厚度之和。厚度差一般在0.2～0.4mm之间，最好为0.3mm。

所述的通气孔7为6个，直径为2mm，并且是沿径向排列。

所述的抗磨箔片4的表面设置的自润滑层为二硫化钼、特氟龙或青铜。

所述的波纹衬底2上的周向同心的波纹为7个。

所述的支撑环1上设置有径向的槽，调整箔8的一端位于槽内，通过过盈配合的销钉固定在支撑环1上。

所述的支撑环1、波纹衬底2、中间箔片3、抗磨箔片4通过销钉固定。

Claims (9)

1.一种轴向气体动压轴承，其特征是，所述的轴承包括支撑环[1]、在所述的支撑环[1]上依次固定的波纹衬底[2]、中间箔片[3]、抗磨箔片[4]，所述的波纹衬底[2]、中间箔片[3]、抗磨箔片[4]为与支撑环相同的圆环形，其中中间箔片[3]由两个半圆环组成，在每个半圆环的一端设置有“L”形缺口，所述的“L”形缺口的长边与中间箔片[3]的内径相交，短边与半圆环的侧面相交，中间箔片[3]的两个半圆环连接后形成了两个对称的“U”形缺口[5]及插接部分[6]，所述的波纹衬底[2]上设置有与中间箔片[3]位置、形状相同的缺口[9]，缺口以外的其余部分设置有周向同心的波纹[10]，抗磨箔片[4]的表面设置有自润滑层，其外圆上设置有向圆心方向的槽[11]，槽[11]的位置分别为中间箔片[3]的两个半圆的连接线上及“L”形缺口的长边的延长线上，槽[11]的深度与插接部分[6]的径向宽度相同，所述的插接部分[6]从抗磨箔片[4]上的槽[11]伸出并压在部分抗磨箔片[4]上，在抗磨箔片[4]上位于中间箔片[3]的每个缺口位置设置有通气孔[7]，支撑环上还固定有调整箔[8]，所述的调整箔[8]位于波纹衬底[2]和中间箔片[3]的缺口内，厚度小于波纹衬底[2]与中间箔片[3]厚度之和。

2.如权利要求1所述的轴向气体动压轴承，其特征是，所述的调整箔[8]的厚度比波纹衬底[2]与中间箔片[3]厚度之和小0.2～0.4mm。

3.如权利要求2所述的轴向气体动压轴承，其特征是，所述的调整箔[8]的厚度比波纹衬底[2]与中间箔片[3]厚度之和小0.3mm。

4.如权利要求1所述的轴向气体动压轴承，其特征是，所述的通气孔[7]为6个，直径为2mm。

5.如权利要求4所述的轴向气体动压轴承，其特征是，所述的通气孔[7]沿径向排列。

6.如权利要求1所述的轴向气体动压轴承，其特征是，所述的抗磨箔片[4]的表面设置的自润滑层为二硫化钼、特氟龙或青铜。

7.如权利要求1所述的轴向气体动压轴承，其特征是，所述的波纹衬底[2]上的周向同心的波纹为7个。

8.如权利要求1所述的轴向气体动压轴承，其特征是，所述的支撑环[1]上设置有径向的槽，调整箔[8]的一端位于槽内，通过过盈配合的销钉[12]固定在支撑环[1]上。

9.如权利要求1所述的轴向气体动压轴承，其特征是，所述的支撑环[1]、波纹衬底[2]、中间箔片[3]、抗磨箔片[4]通过销钉固定。

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