CN107100933B - 一种主动密封式空气静压轴承 - Google Patents

一种主动密封式空气静压轴承 Download PDF

Info

Publication number
CN107100933B
CN107100933B CN201710240908.3A CN201710240908A CN107100933B CN 107100933 B CN107100933 B CN 107100933B CN 201710240908 A CN201710240908 A CN 201710240908A CN 107100933 B CN107100933 B CN 107100933B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stator
rotor
gas
cavity
active sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710240908.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107100933A (zh
Inventor
韩品连
宋润华
魏佐君
张坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Zhenhai Times Bearing Co ltd
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN201710240908.3A priority Critical patent/CN107100933B/zh
Publication of CN107100933A publication Critical patent/CN107100933A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107100933B publication Critical patent/CN107100933B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
    • F16C32/0625—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via supply slits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

本发明提供了一种主动密封式空气静压轴承，包括定子和转子，定子包括一筒状腔体，定子上设置有进气口；转子为一转轴，其可转动地穿设在所述定子上的腔体内，并由所述定子承载；还包括用于主动减缓轴承内部气体外泄的气封装置，与现有技术相比，本方案结构简单，可主动减缓轴承内部气体外泄，形成主动密封，使得轴承内部气压变化梯度减小，有利于提高轴承运行的稳定性。

Description

一种主动密封式空气静压轴承
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种主动密封式空气静压轴承。
背景技术
空气静压轴承提供极高的径向和轴向旋转精度，一般包括旋转的转子和静态的支撑部分，由于旋转的转子和静态支撑部分之间没有机械接触，没有磨损产生，从而确保精度始终保持稳定。
但是，目前采用传统加工方式的空气静压轴承，组件较多，加工精度要求高，轴承内部气流外泄的速度影响着轴承工作的稳定性，若外泄速度过快，压力下降梯度太大，轴承工作不稳定。现有技术中，一般采用设置阻碍结构对外泄气流进行一定程度的阻挡，以降低轴承内部气压的下降变化梯度，但该方式为被动地在气流通道上设置阻挡物，气封效果不理想，尤其在轴承工作过程中，阻碍结构进气侧与排气侧的压差较大，使得轴承运行不稳定。
因此，需要针对上述现有技术中存在的问题，提供一种主动密封式空气静压轴承，采用主动的方式降低轴承内部气压的下降变化梯度，提高轴承的稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种主动密封式空气静压轴承，采用主动的方式降低轴承内部气压的下降变化梯度。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
提供了一种主动密封式空气静压轴承，包括定子和转子，
所述定子包括一筒状腔体，所述定子上设置有进气口；
所述转子为一转轴，其可转动地穿设在所述定子上的腔体内，并由所述定子承载，所述腔体两端为轴承出气口；
还包括用于主动减缓轴承内部气体外泄的气封装置。
作为上述技术方案的改进，所述气封装置包括轴流式压气密封结构，其设置在所述出气口处，并固定在所述转子两端，可随转子的转动而转动。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括篦齿封严，用于减缓轴承内部气体的泄漏，包括配合设置的篦齿和齿腔。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括导气结构，轴承工作时，所述导气结构可对轴承内部气体起到导向作用。
作为上述技术方案的进一步改进，所述导气结构为单向导气槽，其设置在所述转子外表面或所述定子内表面，并自所述定子或转子两端向中间螺旋内收。
作为上述技术方案的进一步改进，所述定子上还设置有均压槽，所述进气口与所述均压槽连通，所述均压槽用于均衡从所述进气口进入其中的气体的压强。
作为上述技术方案的进一步改进，所述定子上还设置有进气节流孔，其将所述均压槽与所述定子上的腔体连通。
作为上述技术方案的进一步改进，所述均压槽已一定的半径沿所述腔体轴线环设在所述定子内部。
作为上述技术方案的进一步改进，所述进气节流孔对应所述均压槽的位置均匀分布在所述定子的腔体内壁，其轴线垂直于所述腔体的轴线。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主动密封式静压轴承采用3D打印技术一体化成型。
本发明的有益效果是：
本发明一种主动密封式空气静压轴承，包括定子和转子，定子包括一筒状腔体，定子上设置有进气口；转子为一转轴，其可转动地穿设在所述定子上的腔体内，并由所述定子承载；还包括用于主动减缓轴承内部气体外泄的气封装置，与现有技术相比，本方案结构简单，可主动减缓轴承内部气体外泄，形成主动密封，使得轴承内部气压变化梯度减小，有利于提高轴承运行的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明：
图1是本发明第一个实施例的结构示意图；
图2是本发明第一个实施例的一个剖视图；
图3是本发明第一个实施例的另一个剖视图；
图4是本发明中转子的一个实施例的结构示意图；
图5是本发明中定子的一个实施例的结构示意图；
图6是本发明第二个实施例轴承端部的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中所涉及的上、下、左、右等方位描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
图1是本发明第一个实施例的结构示意图，参考图1，主动密封式静压轴承包括定子100、转子200和气封装置，定子包括一筒状腔体，定子上设置有进气口120，外界气体可通过该进气口120进入轴承内部，定子上还设置有固定安装部130；转子200为一转轴，其可转动地穿设在定子100上的腔体内，并由定子承载，此时，定子腔体两端与空气连通，为轴承的出气口，气封装置包括轴流式压气密封结构310，其位于出气口处，并固定在转子200两端，本实施例中，该轴流式压气密封结构310与转子一体成型，减少连接安装，降低成本；轴承工作时，转子200转动，该轴流式压气密封结构310随着转子200的转动而转动，可在轴承出气口处形成背压，从而减缓轴承内部气体的外泄速度。
图2是本发明第一个实施例的一个剖视图，图3是本发明第一个实施例另一个剖视图，同时参考图2～5，轴承设置有篦齿封严210，其位置靠近出气口处，用于减缓轴承内部气体的泄漏，包括配合设置的篦齿211和齿腔212，篦齿211为沿转子外壁周向环绕的环状结构，其沿转子轴向分布，齿腔212为沿定子内壁周向环绕设置的环状槽，其位置和与其配合使用的篦齿211相对应，本实施例中，篦齿封严的齿数分别为4，轴流式压气密封结构310为沿转子200周向分布的盘状结构，其与转子一体成型，其位于出气口处；定子100腔体内设置有转子安装部、用于配合篦齿211的齿腔212和用于配合轴流式压气密封结构安装的环槽113，转子200外壁与转子安装部内壁形成气隙，在腔体110和转子200外表面喷涂耐磨层，提高耐磨性；定子上还设置有进气口120、均压槽130和进气节流孔140，该进气口将外界空气与均压槽连通，进气节流孔将均压槽与腔体连通。本实施例中，均压槽130为环状，其以一定的半径沿腔体110轴线环设在所述定子内部，用于均衡从进气口120进入其中的气体的压强；进气节流孔140对应均压槽130的位置垂直于腔体的轴线均匀分布在定子的腔体110内壁，气体均匀进入腔体110内，防止转子因外壁受力不均而产生跳动，在本方案的其他实施例中，均压槽130可根据具体的需求进行不同的结构设计。本实施例中，进气节流孔140的分布数量为8。
轴承工作时，外界空气从该进气口120进入均压槽130，再由进气节流孔140进入腔体110内，由转子和定子之间的气隙向出气口排出，篦齿封严210的篦齿211与齿腔212为间隙配合，该篦齿随着转子转动，内部气体向外流动时，流经该篦齿封严，篦齿外侧气压低于其内侧气压，从轴承内部排出的气体需经过篦齿封严结构的降压作用后继续向外流通到达出风口，故篦齿封严210可有效减缓轴承内部气体外泄的速度；轴流式压气密封结构310随着转子200的转动而转动，可在轴承出气口400处主动产生增压，从而主动地降低轴承内气压下降的梯度轴承，减缓轴承内部气体的外泄速度，提高轴承运行的稳定性。
本实施例主动密封式空气静压轴承采用3D打印技术一体化成形，减少因装配带来的安装问题和成本，且在实体内部还可采用亚表面细网结构，进一步减轻重量。
图4是本发明中第一个实施例中转子的结构示意图，参考图2、4，转子上设置有篦齿封严210和单向导气槽220，即为本方案的导气结构，单向导气槽220可对轴承内部气体起到导向作用，其设置在转子200外表面并自转子两端向中间螺旋内收，轴承工作时，随着转子的转动，该单向导气槽220将存在其内的气体螺旋向内导向，即向转子中部导向，减缓转子中部气压下降梯度，有利于提高轴承的稳定性。
图5是本发明中第二个实施例中定子的结构示意图，参考图5，本方案第二个实施例中，导气结构还可设置在定子100内表面，并自所述定子两端向中间螺旋内收，其作用与第一个实施例中设置在转子外壁的单向导气槽的作用一致。
图6是本发明第三个实施例轴承端部的结构示意图，参考图6，定子100端部固定有法兰封盘500，转子200端部穿过法兰封盘500，二者之间存在间隙，为轴承的出气口400，转子100包括一环状平面150，篦齿封严210设置在轴承两端出气口400附近，其包括设置在转子环状平面上的环状篦齿211和对应篦齿211的位置设置在法兰封盘内侧的环状齿腔212，本实施例中篦齿封严的数量为3，沿垂直转子轴线的方向同心地排布，轴流式压气密封结构设置在出风口400处，并固定在转子上其结构与作用和第一个实施例一致。在其他实施例中，篦齿和齿腔的位置也可以调换，即篦齿设置在法兰封盘上，而齿腔对应篦齿位置设置在转子上。
上述仅为本发明的较佳实施例，但本发明并不限制于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以做出多种等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种主动密封式空气静压轴承，包括定子和转子，其特征在于：
所述定子包括一筒状腔体，所述定子上设置有进气口；
所述转子为一转轴，其可转动地穿设在所述定子上的腔体内，并由所述定子承载，所述腔体两端为轴承出气口；
还包括用于主动减缓轴承内部气体外泄的气封装置，所述气封装置包括轴流式压气密封结构，其设置在所述出气口处，并固定在所述转子两端，可随转子的转动而转动。
2.根据权利要求1所述的主动密封式空气静压轴承，其特征在于：还包括篦齿封严，用于减缓轴承内部气体的泄漏，包括配合设置的篦齿和齿腔。
3.根据权利要求1所述的主动密封式空气静压轴承，其特征在于：还包括导气结构，轴承工作时，所述导气结构可对轴承内部气体起到导向作用。
4.根据权利要求3所述的主动密封式空气静压轴承，其特征在于：所述导气结构为单向导气槽，其设置在所述转子外表面或所述定子内表面，并自所述定子或转子两端向中间螺旋内收。
5.根据权利要求1所述的主动密封式空气静压轴承，其特征在于：所述定子上还设置有均压槽，所述进气口与所述均压槽连通，所述均压槽用于均衡从所述进气口进入其中的气体的压强。
6.根据权利要求5所述的主动密封式空气静压轴承，其特征在于：所述定子上还设置有进气节流孔，其将所述均压槽与所述定子上的腔体连通。
7.根据权利要求6所述的主动密封式空气静压轴承，其特征在于：所述均压槽以一定的半径沿所述腔体轴线环设在所述定子内部。
8.根据权利要求7所述的主动密封式空气静压轴承，其特征在于：所述进气节流孔对应所述均压槽的位置均匀分布在所述定子的腔体内壁，其轴线垂直于所述腔体的轴线。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的主动密封式空气静压轴承，其特征在于：采用3D打印技术一体化成型。
CN201710240908.3A 2017-04-13 2017-04-13 一种主动密封式空气静压轴承 Active CN107100933B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710240908.3A CN107100933B (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种主动密封式空气静压轴承

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710240908.3A CN107100933B (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种主动密封式空气静压轴承

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107100933A CN107100933A (zh) 2017-08-29
CN107100933B true CN107100933B (zh) 2019-04-12

Family

ID=59675820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710240908.3A Active CN107100933B (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种主动密封式空气静压轴承

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107100933B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111765062B (zh) * 2020-06-10 2022-10-14 中国航发北京航科发动机控制系统科技有限公司 一种高低压组合式燃油泵结构
CN114060409A (zh) * 2020-07-29 2022-02-18 青岛海尔智能技术研发有限公司 气体轴承、压缩机和空调系统
CN116587014B (zh) * 2023-07-18 2023-10-31 通用技术集团机床工程研究院有限公司 用于气浮主轴的气密封组件及超精密机床

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86105066A (zh) * 1986-08-26 1987-10-21 机械工业部北京电机研究所 一种静压轴承或静压流体垫装置
CN2842057Y (zh) * 2005-09-30 2006-11-29 西安工业学院 高刚度气体静压轴承
CN201306383Y (zh) * 2008-10-31 2009-09-09 西安工业大学 高刚度静压气体径向轴承
CN102128272A (zh) * 2011-02-25 2011-07-20 西华大学 可控机械密封装置
CN103100970A (zh) * 2013-01-31 2013-05-15 西安工业大学 一种可带气研抛的旋转密封装置
CN103244559A (zh) * 2012-02-03 2013-08-14 达航工业股份有限公司 衬套式空气轴承及主轴装置
CN105257700A (zh) * 2015-11-12 2016-01-20 湖南大学 一种新型动静压混合可倾瓦径向气体轴承
CN106285914A (zh) * 2016-09-08 2017-01-04 中国航空动力机械研究所 波转子增压器及具有该波转子增压器的发动机

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2587227B2 (ja) * 1987-02-06 1997-03-05 キヤノン株式会社 気体軸受装置
JP2775454B2 (ja) * 1989-02-14 1998-07-16 キヤノン株式会社 真空用エアーベアリング

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86105066A (zh) * 1986-08-26 1987-10-21 机械工业部北京电机研究所 一种静压轴承或静压流体垫装置
CN2842057Y (zh) * 2005-09-30 2006-11-29 西安工业学院 高刚度气体静压轴承
CN201306383Y (zh) * 2008-10-31 2009-09-09 西安工业大学 高刚度静压气体径向轴承
CN102128272A (zh) * 2011-02-25 2011-07-20 西华大学 可控机械密封装置
CN103244559A (zh) * 2012-02-03 2013-08-14 达航工业股份有限公司 衬套式空气轴承及主轴装置
CN103100970A (zh) * 2013-01-31 2013-05-15 西安工业大学 一种可带气研抛的旋转密封装置
CN105257700A (zh) * 2015-11-12 2016-01-20 湖南大学 一种新型动静压混合可倾瓦径向气体轴承
CN106285914A (zh) * 2016-09-08 2017-01-04 中国航空动力机械研究所 波转子增压器及具有该波转子增压器的发动机

Also Published As

Publication number Publication date
CN107100933A (zh) 2017-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107100933B (zh) 一种主动密封式空气静压轴承
CN206503781U (zh) 用于航空发动机的可调导流叶片结构
CN205858771U (zh) 一种超高速散热风扇
GB1281786A (en) Turbine nozzles
CN110469540A (zh) 一种对转压气机结构及适用于对转压气机引气系统的复合式减涡器结构
CN105703520B (zh) 带空气轴承辅助的磁悬浮轴承高速电机
CN207709894U (zh) 一种复合节流式静压气浮电主轴
CN104806560A (zh) 密封零件及离心压缩机
CN105545942A (zh) 回转支撑轴承
CN108941623A (zh) 一种复合节流式静压气浮电主轴
CN207873151U (zh) 一种多重节流式静压气浮电主轴
CN106369055A (zh) 一种基于磁气混合球面轴承的气动双向输出轴
CN108188417B (zh) 一种多重节流式静压气浮电主轴及其使用方法
CN108204251A (zh) 叶顶汽封出口导流结构
CN203756586U (zh) 密封零件及离心压缩机
CN109660057A (zh) 一种单向旋转永磁高速电机及其双向空气轴承
CN204357501U (zh) 导叶安装结构及具有其的涡轮导向器
CN108952950A (zh) 一种高度集成轴系的高效涡轮增压器
CN211202129U (zh) 一种双转子燃气涡轮发动机轴承支撑结构
CN208503482U (zh) 一种多线切割机的高速主轴箱迷宫式无气密封装置
CN209195957U (zh) 一种用于旋转机械转子的组合轴承
CN209050597U (zh) 一种主轴结构
CN203146424U (zh) 一种用于离心通风设备的导风装置及电机
CN110513484A (zh) 一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封
CN108188416B (zh) 一种高密封性直联主轴

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201013

Address after: 518000 303, room 5, Huiyuan, 1088, Xue Yuan Avenue, Taoyuan street, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong.

Patentee after: SHENZHEN YIDONG AVIATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 1088 No. 518055 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Xili Xueyuan Road

Patentee before: SOUTH University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211008

Address after: Room 101, classic food industry innovation service complex, Youchegang Town, Xiuzhou District, Jiaxing City, Zhejiang Province

Patentee after: Zhejiang Yidong Technology Co.,Ltd.

Address before: Room 303, building 5, Huiyuan, South University of science and technology, 1088 Xueyuan Avenue, Taoyuan Street, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong 518000

Patentee before: SHENZHEN YIDONG AVIATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230724

Address after: 199 Linyu North Road, Jiaochuan street, Zhenhai District, Ningbo City, Zhejiang Province

Patentee after: NINGBO ZHENHAI TIMES BEARING CO.,LTD.

Address before: Room 101, classic food industry innovation service complex, Youchegang Town, Xiuzhou District, Jiaxing City, Zhejiang Province

Patentee before: Zhejiang Yidong Technology Co.,Ltd.