CN111156245A - 一种采用平板支承的气体箔片轴承 - Google Patents

Abstract

一种采用平板支承的气体箔片轴承，属于空气轴承技术领域。本发明的目的是为了降低气体箔片轴承的加工难度和制造成本、提高气体箔片轴承在工程中的应用范围。一组平箔片依次搭接呈圆周方向排列围合成圆环状构成平箔片环体；所述平箔片环体设置于所述底板上；每个平箔片的一端的连接平面固接在底板上，另一端的翘起面自由搭接到相邻平箔片的连接平面上方。每个平板的折角一端分别嵌入到轴承套的贯穿槽中，另一端与轴承套接触处于自由状态；将平顶箔片的折角嵌入到其中一个贯穿槽中；一组平板位于轴承套和平顶箔片之间且一组平板与平顶箔片的外表面相切。与传统的气体箔片轴承相比，利用平板替代波纹箔片，加工制造方便，结构简单，成本较低。

Description

一种采用平板支承的气体箔片轴承

技术领域

本发明属于空气轴承技术领域，具体涉及一种采用平板支承的气体箔片轴承。

背景技术

气体箔片轴承被广泛地应用在航空航天、微型燃气轮机、高速电机或者离心式压缩机等高速旋转机械领域，由于气体箔片轴承相对于其他轴承具有工作转速高、摩擦能耗小、使用寿命长和工作环境温度范围广等优点，因此具有巨大的发展前景。气体箔片轴承分为止推箔片轴承和径向箔片轴承，传统的止推箔片轴承主要由平箔片、波纹箔片和底板构成，径向箔片轴承主要由平箔片、波纹箔片和轴承套所构成，两种传统类型的轴承都采用波纹箔片支承平箔片的方式，其加工过程十分繁琐。尤其是波纹箔片，需要定制专用的模具进行压制，精度要求达到微米级别。繁琐的加工工艺和高精度要求不利于气体箔片轴承实际应用的发展，且制造成本昂贵。

因此，为了更好地使气体箔片轴承在工程中得到更大范围的应用，降低气体箔片轴承的加工难度和制造成本是势在必行的。

发明内容

本发明为了降低气体箔片轴承的加工难度和制造成本、提高气体箔片轴承在工程中的应用范围，进而提供了一种采用平板支承的气体箔片轴承。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

技术方案一：一种采用平板支承的气体箔片轴承，所述气体箔片轴承包括底板和一组平箔片；其中，底板作为整个轴承的框架结构，其为中间开有圆孔的薄片，底板的厚度为0.1mm～4mm，圆孔直径根据轴承大小而定，底板外圆的圆周方向开有数量不等的槽型通孔，该槽型通孔是用于实际安装过程中的定位；每个平箔片呈扇环形片状，其厚度为0.1mm～3mm；一组平箔片依次搭接呈圆周方向排列围合成圆环状构成平箔片环体；所述平箔片环体设置于所述底板上；每个平箔片的一端有微小角度的折角θ；每个平箔片沿圆周方向分为小部分连接平面和大部分翘起面，二者之间的夹角即为所述折角θ；每个平箔片的一端的连接平面固接在底板上，另一端的翘起面自由搭接到相邻平箔片的连接平面上方，底板的圆孔直径(内孔直径)小于等于每个平箔片的内径。

进一步地，连接平面上有焊接点，通过焊接的方式把平箔片焊接到底板上；将带有焊接点的一端焊接到底板上。

进一步地，所述平箔片1的材料可为不锈钢、镍基合金、铝、铜或聚四氟乙烯。

进一步地，所述底板2的材料为不锈钢、铜、铝或聚四氟乙烯。

进一步地，平箔片的数量为至少三个以上。

进一步地，折角θ为0.1°～30°。

技术方案二：一种采用平板支承的气体箔片轴承，所述气体箔片轴承包括轴承套以及位于轴承套内的一组平板、顶箔(顶箔片)；所述的轴承套为中空的圆柱筒状，在轴承套的内壁开有与平板数量一致的贯穿两端的贯穿槽，贯穿槽在周向方向上均匀分布，每个平板为一端带有折角(折边)的矩形平板，厚度为0.1mm～3mm；长度l小于等于轴承套的轴向长度，所述的顶箔为周向未闭合的中空圆柱筒，一端设计有折角(折边)，顶箔的厚度为0.1mm～3mm，其长度与平板的长度l一致，一组平板沿圆周方向均布于轴承套内；每个平板的折角一端分别嵌入到轴承套的贯穿槽中，另一端与轴承套接触处于自由状态；当一组平板嵌入完成之后，将顶箔的折角嵌入到其中一个贯穿槽中；一组平板位于轴承套和顶箔之间且一组平板与顶箔的外表面相切。

进一步地，所述每个平板宽度h的范围为

α表示相邻贯穿槽之间对应的圆心角。

进一步地，所述平板的数量为四片以上。

进一步地，还包括一层顶箔，采用双层顶箔的方式，把两个顶箔按不同的方向嵌入到同一个贯穿槽中。

进一步地，所述轴承套材料为不锈钢、铝合金、铸铁、聚四氟乙烯等；所述平板的材料为不锈钢、镍基合金、铜、铝、聚四氟乙烯；所述顶箔的材料可为不锈钢、镍基合金、铜、铝、聚四氟乙烯。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的一种采用平板支承的气体箔片轴承采用平板作为支承，降低气体箔片轴承的加工难度和制造成本，简化结构，提高气体箔片轴承在工程应用的范围。本发明所述的气体箔片轴承按形式分为止推气体箔片轴承和径向气体箔片轴承。止推气体箔片轴承中的一组平箔片与径向气体箔片轴承中的一组平板是相应的特定技术特征。具体表现如下：

1)本发明与传统的气体箔片轴承相比，利用平板替代波纹箔片，加工制造方便，结构简单，成本较低。

2)本发明的气体箔片轴承刚度更加容易控制，改变轴承刚度只需要改变平板的个数或者平板的厚度即可。

附图说明

图1是本发明专利的止推箔片轴承结构图。

图2是本发明专利的止推箔片轴承的平箔片示意图。

图3是本发明专利的止推箔片轴承的装配示意图。

图4是本发明专利的止推箔片轴承的装配效果图。

图5是本发明专利具有四个平箔片的止推箔片轴承的装配效果图。

图6是本发明专利具有五个平箔片的止推箔片轴承的装配效果图。

图7是本发明专利具有七个平箔片的止推箔片轴承的装配效果图。

图8是本发明专利具有八个平箔片的止推箔片轴承的装配效果图。

上述图中：1-平箔片；2-底板；3-焊接点。

图9是本发明专利的径向箔片轴承结构示意图。

图10是本发明专利的径向箔片轴承的轴承套结构示意图。

图11是本发明专利的径向箔片轴承的平板结构示意图。

图12是本发明专利的平板几何关系示意图。

图13是本发明专利的径向箔片轴承的顶箔结构示意图。

图14是本发明专利的径向箔片轴承的三维示意图。

图15是本发明专利的径向箔片轴承的二位示意图。

图16是本发明专利具有双层顶箔的径向箔片轴承示意图。

图17是本发明专利具有七块平板的径向箔片轴承示意图。

图18是本发明专利具有八块平板的径向箔片轴承示意图。

图19是本发明专利具有九块平板的径向箔片轴承示意图。

图20是本发明专利具有十块平板的径向箔片轴承示意图。

上述图中：4-轴承套；5-平板；6-顶箔；7-贯穿槽。

具体实施方式

具体实施方式一：以下结合附图1至8，进一步说明本发明的具体实施方式。具体实施方式所述的采用平板支承的气体箔片轴承是一种止推气体箔片轴承。

如图1，一种采用平板支承的止推气体箔片轴承，包括平箔片1、底板2；其中，底板2作为整个轴承的框架结构，其为中间开有圆孔的薄片，底板2的厚度为0.1mm～4mm不等，圆孔直径根据轴承大小而定。底板2外圆的圆周方向开有数量不等的槽型通孔，该槽型通孔是用于实际安装过程中的定位，底板2的材料为不锈钢、铜、铝、聚四氟乙烯等；如图2，平箔片1为扇形片，其厚度为0.1mm～3mm不等，具体厚度根据实际设计而定。平箔片1的内径不小于底板2的内孔直径。平箔片1的材料可以为不锈钢、镍基合金、铝、铜、聚四氟乙烯等。平箔片1的一端有微小角度的折角θ(0.1°～30°)，折角上有焊接点3。如图3和图4，通过焊接的方式把平箔片1焊接到底板2上；平箔片1呈圆周排列方向，将带有焊接点3的一端焊接到底板2上，另一端自由搭接到相邻平箔片的焊接固定端。

折角θ可采用5°、10°等。

平箔片1为扇形片，其厚度为0.1mm～3mm不等，如1.5mm。

平箔片1的内径不小于底板2的内孔直径。

平箔片1的数量可以为四个、五个、六个、七个、八个甚至更多，如图5～图8所示。

平箔片1数量为四个的时候，每个平箔片的扇形角度为92°～95°。

平箔片1数量为五个的时候，每个平箔片的扇形角度为74°～77°。

平箔片1数量为六个的时候，每个平箔片的扇形角度为62°～65°。

平箔片1数量为七个的时候，每个平箔片的扇形角度为54°～57°

平箔片1数量为八个的时候，每个平箔片的扇形角度为47°～50°

……

具体实施方式二：以下结合附图9至20，进一步说明本发明的具体实施方式。具体实施方式所述的采用平板支承的气体箔片轴承是一种径向气体箔片轴承。

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

如图9，一种平板支承的径向气体箔片轴承，包括轴承套4、平板5、顶箔6、贯穿槽7；如图10，所述的轴承套4为中空的圆柱筒状，在圆柱筒内壁开有6个贯穿两端的贯穿槽7，贯穿槽在周向方向上呈60°均匀分布，轴承套4的材料为不锈钢、铝合金、铸铁、聚四氟乙烯等；如图11，所述的平板5为一端带有折角的矩形平板，厚度为0.1mm～3mm不等，长度l不大于轴承套4的轴向长度，材料可以为不锈钢、镍基合金、铜、铝、聚四氟乙烯等，宽度h的范围为

几何关系图如图12所示，在该实施方式中，α即为60°，角度α大小与贯穿槽7和平板5的数量成对应关系；如图13，所述的顶箔6为周向未闭合的中空圆柱筒，一端设计有折角，顶箔6的厚度为0.1mm～3mm不等，长度与平板5的长度l一致，材料可以为不锈钢、镍基合金、铜、铝、聚四氟乙烯。

如图14、图15所示，轴承套1作为整体结构的一个“框架”，平板5的折角分别嵌入到轴承套4的贯穿槽7中，另一端处于自由状态。当六个平板5嵌入完成之后，将顶箔6折角嵌入到其中一个贯穿槽7中。

如图16，也可以采用双层顶箔的方式，即把两个顶箔6按不同的方向嵌入到同一个贯穿槽7中，如此，气体箔片轴承性能更稳定。

所述平板5的数量为四片以上。

如图17、图18、图19、图20分别为平板5数量为七片、八片、九片、十片时的示意图。同时，还可以为五片及更多片。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施方式或实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，所述气体箔片轴承包括底板(2)和一组平箔片(1)；

其中，底板(2)作为整个轴承的框架结构，其为中间开有圆孔的薄片，底板(2)的厚度为0.1mm～4mm，圆孔直径根据轴承大小而定，底板(2)外圆的圆周方向开有数量不等的槽型通孔，该槽型通孔是用于实际安装过程中的定位；每个平箔片(1)呈扇环形片状，其厚度为0.1mm～3mm；

一组平箔片(1)依次搭接呈圆周方向排列围合成圆环状构成平箔片环体；所述平箔片环体设置于所述底板(2)上；

每个平箔片(1)的一端有微小角度的折角(θ)；每个平箔片(1)沿圆周方向分为小部分连接平面和大部分翘起面，二者之间的夹角即为所述折角(θ)；每个平箔片(1)的一端的连接平面固接在底板(2)上，另一端的翘起面自由搭接到相邻平箔片的连接平面上方，底板(2)的圆孔直径小于等于每个平箔片(1)的内径。

2.根据权利要求1所述的一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，连接平面上有焊接点(3)，通过焊接的方式把平箔片(1)焊接到底板(2)上；将带有焊接点(3)的一端焊接到底板(2)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，所述平箔片(1)的材料可为不锈钢、镍基合金、铝、铜或聚四氟乙烯。

4.根据权利要求1或2所述的一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，所述底板(2)的材料为不锈钢、铜、铝或聚四氟乙烯。

5.根据权利要求1所述的一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，平箔片(1)的数量为至少三个以上。

6.根据权利要求1、2或5所述的一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，折角(θ)为0.1°～30°。

7.一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，所述气体箔片轴承包括轴承套4以及位于轴承套(4)内的一组平板(5)、顶箔(6)；所述的轴承套(4)为中空的圆柱筒状，在轴承套(4)的内壁开有与平板(5)数量一致的贯穿两端的贯穿槽(7)，贯穿槽在周向方向上均匀分布；每个平板(5)为一端带有折角的矩形平板，厚度为0.1mm～3mm；长度(l)小于等于轴承套(4)的轴向长度，

所述的顶箔(6)为周向未闭合的中空圆柱筒，一端设计有折角，顶箔(6)的厚度为0.1mm～3mm，其长度与平板(5)的长度(l)一致，

一组平板(5)沿圆周方向均布于轴承套(4)内；每个平板(5)的折角一端分别嵌入到轴承套(4)的贯穿槽(7)中，另一端与轴承套(4)接触处于自由状态；当一组平板(5)嵌入完成之后，将顶箔(6)的折角嵌入到其中一个贯穿槽(7)中；一组平板(5)位于轴承套(4)和顶箔(6)之间且一组平板(5)与顶箔(6)的外表面相切。

8.根据权利要求7所述的一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，所述每个平板(5)宽度h的范围为

α表示相邻贯穿槽(7)之间对应的圆心角。

9.根据权利要求7或8所述的一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，还包括一层顶箔，采用双层顶箔的方式，把两个顶箔(6)按不同的方向嵌入到同一个贯穿槽(7)中。

10.根据权利要求9所述的一种采用平板支承的气体箔片轴承，其特征在于，所述轴承套(4)材料为不锈钢、铝合金、铸铁、聚四氟乙烯等；所述平板(5)的材料为不锈钢、镍基合金、铜、铝、聚四氟乙烯；所述顶箔(6)的材料可为不锈钢、镍基合金、铜、铝、聚四氟乙烯。

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