CN108412897A - 一种气体轴承 - Google Patents

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闫宁
李传圣
贺勤健
陈玉华
席玉珩
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Abstract

本发明公开了一种气体轴承，所述轴承包括轴套、若干个弹性箔片和若干个固定销，所述若干个弹性箔片均匀分布于所述轴套内；所述弹性箔片的一端通过所述固定销固定于所述轴套内壁上，所述弹性箔片的另一端处于自由状态；所述弹性箔片上设有加强结构，所述加强结构与所述轴套内壁贴合，所述加强结构还与相邻的弹性箔片贴合，所述加强结构用于提高所述弹性箔片的承载能力和支撑紧固相邻的弹性箔片。本发明所述的气体轴承具有维护成本低、功率消耗小、结构紧凑以及承载能力强的优点。

Description

一种气体轴承
技术领域
本发明涉及一种轴承，尤其涉及一种箔片式的气体轴承。
背景技术
气体轴承是一种以气体为润滑剂的轴承，根据润滑气膜产生机理的不同将气体轴承分为静压气体轴承和动压气体轴承两种类型，其中静压气体轴承需要单独增设供气系统进行润滑，而动压气体轴承是通过转子高速旋转下楔形气膜的压缩效应来产生气膜压力进行润滑和提供承载力。
箔片轴承是一种采用柔性支承表面的自作用式动压气体轴承，当轴承工作时，薄片表面能够根据工况的变化进行相应的变形调整，减缓气膜压力的波动，同时薄片支承结构自身的材料阻尼、薄片间以及薄片与轴套间的库伦摩擦力能够消耗轴承工作中多余的能量，增强轴承的抗冲击性能和稳定性。
传统的悬臂型箔片轴承是由沿周向顺次搭接的多片箔片组成，单个箔片一端固定在轴套内，另一端自由搭接在下一相邻箔片上，其承载能力弱并且稳定性也不高，因此有必要对其进行改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气体轴承，所述轴承包括轴套、若干个弹性箔片和若干个固定销，所述若干个弹性箔片均匀分布于所述轴套内；所述弹性箔片的一端通过所述固定销固定于所述轴套内壁上，所述弹性箔片的另一端处于自由状态；
所述弹性箔片上设有加强结构，所述加强结构与所述轴套内壁贴合，所述加强结构还与相邻的弹性箔片贴合，所述加强结构用于提高所述弹性箔片的承载能力和支撑紧固相邻的弹性箔片。
进一步的，所述弹性箔片还包括弧状的基底片，所述基底片的一端弯折形成固定端；所述加强结构包括若干个圆弧片。
进一步的，所述若干个圆弧片的半径不相等；所述若干个圆弧片按照直径由大至小依次均匀分布于所述基底片上，且直径最小的所述圆弧片靠近所述固定端。
进一步的，直径最大的所述圆弧片与相邻的所述弹性箔片的基底片接触。
进一步的，所述固定销与所述基底片的固定端相贴合。
进一步的，所述轴套的内壁上均匀设有若干个安装槽，所述安装槽用于安装所述基底片的固定端和所述固定销。
进一步的，所述固定销包括圆形、椭圆形、方形和其他任意多边形。
进一步的，所述弹性箔片通过一体制造成型。
进一步的，所述弹性箔片的轴向长度与所述轴套的轴向长度相等。
进一步的，所述弹性箔片与轴颈接触的自由端镀有铬层。
在装配时，先将基底片上的固定端放置于轴套内壁的安装槽内，并使圆弧片与轴套内壁贴合；然后通过固定销将固定端固定在安装槽内，固定销、固定端和安装槽之间过盈配合。通过以上安装方式，将所有弹性箔片安装于轴套的内壁上。当轴承装配完成后，相邻两个弹性箔片之间，其中一个弹性箔片的最大圆弧片与另一个的弹性箔片固定端的弯折处相贴合。
在使用时，若干个弹性箔片装配后其自由端形成环形腔，环形腔用于容纳轴颈。
本发明所述的气体轴承由于采用空气作为润滑介质，无需专门的润滑以及冷却系统，维护成本低且功率消耗小。另外，本发明中弹性箔片的加强结构一方面能够提高其所在弹性箔片径向的承载能力，另一方面还能够紧固以及支撑相邻被贴合的弹性箔片，使得整个结构更加紧凑且径向抗压性能更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明第一实施例所述轴承的结构示意图；
图2是本发明第一实施例所述轴承的弹性箔片的结构示意图；
图3是本发明第二实施例所述轴承的结构示意图；
图4是本发明第二实施例所述轴承的弹性箔片的结构示意图。
其中，图中附图对应标记为：1-弹性箔片；101-基底片；102-固定端；103-第一圆弧片；104-第二圆弧片；105-第一三角片；106-第二三角片；2-固定销；3-轴套；4-轴颈。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”以及“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例一：
如图1所示，本发明提供了一种气体轴承，所述轴承包括轴套3、若干个弹性箔片1和若干个固定销2，所述若干个弹性箔片1均匀分布于所述轴套3内；所述弹性箔片1的一端通过所述固定销2固定于所述轴套3内壁上，所述弹性箔片1的另一端处于自由状态；
所述弹性箔片1上设有加强结构，所述加强结构与所述轴套3内壁贴合，所述加强结构还与相邻的弹性箔片1贴合，所述加强结构用于提高所述弹性箔片1的承载能力和支撑紧固相邻的弹性箔片1。
优选的，所述弹性箔片1有六个。
如图2所示，进一步的，所述弹性箔片1还包括弧状的基底片101，所述基底片101的一端弯折形成钩状的固定端102。
进一步的，所述加强结构包括若干个半径不相等圆弧片。
具体的，所述加强结构包括第一圆弧片103和第二圆弧片104，且所述第一圆弧片103的直径大于所述第二圆弧片104的直径；所述第一圆弧片103和所述第二圆弧片104依次设置于所述基底片101上，且所述第二圆弧片104靠近所述固定端102设置。
进一步的，任意一个弹性箔片1的第一圆弧片103与其相邻的另一个弹性箔片1的基底片101接触。
进一步的，所述固定销2与所述基底片101的固定端102相贴合。
进一步的，所述轴套3的内壁上均匀设有若干个安装槽，所述安装槽用于安装所述基底片101的固定端102和所述固定销2。
进一步的，所述固定销2包括圆形、椭圆形、方形和其他任意多边形。
优选的，所述固定销2为圆形，因此所述基底片的固定端102为半圆形。另外，在实际中，弹性箔片的厚度较薄，图中是为了表达结构而做的示意图，因此所述安装槽也为与固定销2和固定端102配合的圆弧形。
相应的，当固定销为其他形状时，也具有相同的配合形式。
进一步的，所述弹性箔片1通过一体制造成型。
进一步的，所述弹性箔片1的轴向长度与所述轴套3的轴向长度相等。
进一步的，所述弹性箔片1与轴颈4接触的自由端镀有铬层。
在装配时，先将基底片101上的固定端102放置于轴套3内壁的安装槽内，并使第一圆弧片103和第二圆弧片104都与轴套3内壁贴合；然后通过固定销2将固定端102固定在安装槽内，固定销2、固定端102和安装槽之间过盈配合。通过以上安装方式，将六个弹性箔片1安装于轴套3的内壁上。当轴承装配完成后，相邻两个弹性箔片1之间，其中一个弹性箔片1的第一圆弧片103与另一个的弹性箔片固定端102的弯折处相贴合。需要指出的是，在图1中所展示的是弹性箔片1逆时针安装的效果，根据实际需要，也可以顺时针安装。
在使用时，六个弹性箔片1装配后其自由端形成环形腔，环形腔用于容纳轴颈4。
实施例二：
如图3所示，本发明提供了一种气体轴承，所述轴承包括轴套3、若干个弹性箔片1和若干个固定销2，所述若干个弹性箔片1均匀分布于所述轴套3内；所述弹性箔片1的一端通过所述固定销2固定于所述轴套3内壁上，所述弹性箔片1的另一端处于自由状态；
所述弹性箔片1上设有加强结构，所述加强结构与所述轴套3内壁贴合，所述加强结构还与相邻的弹性箔片1贴合，所述加强结构用于提高所述弹性箔片1的承载能力和支撑紧固相邻的弹性箔片1。
优选的，所述弹性箔片1有六个。
如图4所示，进一步的，所述弹性箔片1还包括弧状的基底片101，所述基底片101的一端弯折形成钩状的固定端102。
进一步的，所述加强结构包括若干个大小不等的三角片。
具体的，所述加强结构包括第一三角片105和第二三角片106，且所述第一三角片105大于所述第二三角片106；所述第一三角片105和所述第二三角片106依次设置于所述基底片101上，且所述第二三角片106靠近所述固定端102设置。
进一步的，任意一个弹性箔片1的第一三角片105的侧边与其相邻的另一个弹性箔片1的基底片101接触。
进一步的，所述固定销2与所述基底片101的固定端102相贴合。
进一步的，所述轴套3的内壁上均匀设有若干个安装槽，所述安装槽用于安装所述基底片101的固定端102和所述固定销2。
进一步的，所述固定销2包括圆形、椭圆形、方形和其他任意多边形。
优选的，所述固定销2为圆形，因此所述基底片的固定端102为半圆形。另外，在实际中，弹性箔片的厚度较薄，图中是为了表达结构而做的示意图，因此所述安装槽也为与固定销2和固定端102配合的圆弧形。
相应的，当固定销为其他形状时，也具有相同的配合形式。
进一步的，所述弹性箔片1通过一体制造成型。
进一步的，所述弹性箔片1的轴向长度与所述轴套3的轴向长度相等。
进一步的，所述弹性箔片1与轴颈4接触的自由端镀有铬层。
在装配时，先将基底片101上的固定端102放置于轴套3内壁的安装槽内，并使第一三角片105和第二三角片106都与轴套3内壁贴合；然后通过固定销2将固定端102固定在安装槽内，固定销2、固定端102和安装槽之间过盈配合。通过以上安装方式，将六个弹性箔片1安装于轴套3的内壁上。当轴承装配完成后，相邻两个弹性箔片1之间，其中一个弹性箔片1的第一三角片105与另一个的弹性箔片固定端102的弯折处相贴合。需要指出的是，在图1中所展示的是弹性箔片1逆时针安装的效果，根据实际需要，也可以顺时针安装。
在使用时，六个弹性箔片1装配后其自由端形成环形腔，环形腔用于容纳轴颈4。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体轴承，所述轴承包括轴套(3)、若干个弹性箔片(1)和若干个固定销(2)，其特征在于，
所述若干个弹性箔片(1)均匀分布于所述轴套(3)内；所述弹性箔片(1)的一端通过所述固定销(2)固定于所述轴套(3)内壁上，所述弹性箔片(1)的另一端处于自由状态；
所述弹性箔片(1)上设有加强结构，所述加强结构与所述轴套(3)内壁贴合，所述加强结构还与相邻的弹性箔片(1)贴合，所述加强结构用于提高所述弹性箔片(1)的承载能力和支撑紧固相邻的弹性箔片(1)。
2.根据权利要求1所述的一种气体轴承，其特征在于，所述弹性箔片(1)还包括弧状的基底片(101)，所述基底片(101)的一端弯折形成固定端(102)；所述加强结构包括若干个圆弧片。
3.根据权利要求2所述的一种气体轴承，其特征在于，所述若干个圆弧片的半径不相等；所述若干个圆弧片按照直径由大至小依次均匀分布于所述基底片(101)上，且直径最小的所述圆弧片靠近所述固定端(102)。
4.根据权利要求3所述的一种气体轴承，其特征在于，直径最大的所述圆弧片与相邻的所述弹性箔片(1)的基底片(101)接触。
5.根据权利要求2所述的一种气体轴承，其特征在于，所述固定销(2)与所述基底片的固定端(102)相贴合。
6.根据权利要求5所述的一种气体轴承，其特征在于，所述轴套(3)的内壁上均匀设有若干个安装槽，所述安装槽用于安装所述固定端(102)和所述固定销(2)。
7.根据权利要求2所述的一种气体轴承，其特征在于，所述固定销(2)包括圆形、方形和椭圆形。
8.根据权利要求1所述的一种气体轴承，其特征在于，所述弹性箔片(1)通过一体制造成型。
9.根据权利要求1所述的一种气体轴承，其特征在于，所述弹性箔片(1)的轴向长度与所述轴套(3)的轴向长度相等。
10.根据权利要求1所述的一种气体轴承，其特征在于，所述弹性箔片(1)与轴颈(4)接触的自由端镀有铬层。
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