CN112648283A - 一种动压径向气体轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动压径向气体轴承,包括轴承座,轴承座的内周侧设置有平箔,轴承座和平箔之间还设置有多个波箔组,任意一个波箔组均包括两个高拱箔和一个低拱箔,其中高拱箔的箔拱到平箔的距离小于低拱箔的箔拱到平箔的距离。在动压径向气体轴承工作的过程中,当轴承载荷较小时,平箔只和波箔组的两个高拱箔接触,不与低拱箔接触,从而会在波箔组的中部形成一种气体聚集效应,由此形成的气膜可以辅助支承平箔;当轴承载荷增大到预设值时,波箔组的低拱箔与平箔接触,此时低拱箔对平箔可以起到弹性支承的作用,因此该动压径向气体轴承结构不仅起到有效的调节轴承刚度的作用,而且还能提高轴承载荷的自适应能力,从而提升转子系统运转的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及弹性箔片气体轴承技术领域,特别涉及一种动压径向气体轴承。
背景技术
弹性箔片气体轴承是一种以气体作为润滑介质的柔性表面轴承,相比于传统的油润滑轴承,它具有工作噪音小、允许转速高、稳定性高、旋转精度好以及无污染等诸多优点,在高速旋转机械中得到了颇为广泛的应用。
典型的弹性箔片动压径向气体轴承是由构成轴承表面的平箔和支承平箔的波箔组成,波箔为平箔提供弹性支承,并控制轴承的表面刚度。在传统的箔片轴承结构中,波箔和平箔的接触方式较为单一,因此对于载荷变化的自适应调节能力不好,从而不利于转子系统运转的稳定性。
因此,如何既能调节轴承的刚度,又能提高轴承载荷变化的自适应能力,从而提高转子系统运转的稳定性是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种动压径向气体轴承,不仅能够调节轴承的刚度,还能够提高轴承载荷变化的自适应能力,从而提高转子系统运转的稳定性。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种动压径向气体轴承,包括轴承座,所述轴承座的内周侧设置有平箔,所述轴承座和所述平箔之间还设置有多个波箔组,其特征在于,任意一个所述波箔组均包括两个高拱箔和一个低拱箔,所述高拱箔的箔拱到所述平箔的距离小于所述低拱箔的箔拱到所述平箔的距离。
优选的,所述低拱箔的箔拱高度为所述高拱箔的箔拱高度的 70%-80%,且所述高拱箔的箔拱和所述低拱箔的波拱交错排列。
优选的,两个所述高拱箔分别设置于所述轴承座内周侧的两侧,所述低拱箔设置于所述高拱箔的中间,且所述高拱箔和所述低拱箔分别沿所述轴承座内周侧的周向延伸。
优选的,所述平箔的一端为相对于所述轴承座固定的平箔固定端,所述平箔的另一端为平箔自由端;
所述波箔组的一端为相对于所述轴承座固定的波箔固定端,所述波箔组的另一端为波箔自由端。
优选的,所述平箔固定端与所述波箔自由端对应布置,所述平箔自由端与所述波箔固定端对应布置。
优选的,所述轴承座的内周侧还开设有用于固定所述平箔的平箔固定槽,和多组用于固定所述波箔组的波箔固定槽,且所述波箔固定槽对称设置于所述平箔固定槽的两侧。
优选的,所述平箔固定槽为T型槽,所述T型槽包括用于所述平箔嵌入的嵌入部,以及用于固定所述平箔的第一固定部和第二固定部,且所述嵌入部,所述第一固定部和所述第二固定部均连通。
优选的,任意一组所述波箔固定槽均包括一对用于固定所述低拱箔且朝向相反的第一L型槽,以及两对用于固定所述高拱箔且朝向相反的第二L型槽。
优选的,所述第一L型槽的深度小于所述第二L型槽的深度。
优选的,所述第一L型槽和所述第二L型槽均与所述轴承座的内圆周面垂直。
由以上技术方案可以看出,本发明所公开的动压径向气体轴承,包括轴承座,轴承座的内周侧设置有平箔,轴承座和平箔之间还设置有多个波箔组,任意一个波箔组均包括两个高拱箔和一个低拱箔,其中高拱箔的箔拱到平箔的距离小于低拱箔的箔拱到平箔的距离。在动压径向气体轴承工作的过程中,当轴承载荷较小时,平箔只和波箔组的两个高拱箔接触,不与低拱箔接触,从而会在波箔组的中部形成一种气体聚集效应,由此形成的气膜可以辅助支承平箔;当轴承载荷增大到预设值时,波箔组的低拱箔与平箔接触,此时低拱箔对平箔可以起到弹性支承的作用,因此该动压径向气体轴承结构不仅可以起到有效的调节轴承刚度的作用,而且还能够提高轴承载荷的自适应能力,从而提升转子系统运转的稳定性。
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,下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见的,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中所公开的动压径向气体轴承的整体结构示意图;
图2为本发明实施例中所公开的动压径向气体轴承的局部放大结构示意图;
图3为本发明实施例中所公开的轴承座的结构示意图;
图4为本发明实施例中所公开的去掉平箔后的轴承的结构示意图;
图5为本发明实施例中所公开的波箔组的结构示意图。
其中,各部件名称如下:
1-轴承座,11-平箔固定槽,111-嵌入部,112-第一固定部,113- 第二固定部,12-波箔固定槽,121-第一L型槽,122-第二L型槽,2- 平箔,3-波箔组,31-高拱箔,32-低拱箔。
具体实施方式
有鉴于此,本发明的核心在于提供一种动压径向气体轴承,不仅能够调节轴承的刚度,还能够提高轴承载荷变化的自适应能力,从而保证转子系统运转的稳定性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面接合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,请具体参考图1-图5。
如图1-2所示,本发明实施例所公开的动压径向气体轴承,包括轴承座1,轴承座1的内周侧设置有平箔2,轴承座1和平箔2之间还设置有多个波箔组3,任意一个波箔组3均包括两个高拱箔31和一个低拱箔32,其中高拱箔32的箔拱到平箔2的距离小于低拱箔31的箔拱到平箔2的距离。在动压径向气体轴承工作的过程中,当轴承载荷较小时,平箔2只和波箔组3的两个高拱箔31接触,不与低拱箔32 接触,从而会在波箔组3的中部形成一种气体聚集效应,由此形成的气膜可以辅助支承平箔2;当轴承载荷增大到预设值时,波箔组3的低拱箔32与平箔2接触,此时低拱箔32对平箔2可以起到弹性支承的作用,因此该动压径向气体轴承结构不仅可以起到有效的调节轴承刚度的作用,而且还能够提高轴承载荷的自适应能力,从而提升转子系统运转的稳定性。
需要解释的是,轴承座1的内周侧指用于和轴承外圈的外表面相接触的轴承座内壁。
在本发明实施例所公开的动压径向气体轴承中,低拱箔32的箔拱高度优选设置为高拱箔31的箔拱高度的70%-80%,且高拱箔31的箔拱和低拱箔32的箔拱交错排列,如此设置可以对轴承刚度起到有效调节作用。
请参考图3-图5,两个高拱箔31分别设置于轴承座1内周侧的两侧,低拱箔32设置于两个高拱箔31的中间,且高拱箔31和低拱箔32分别沿轴承座1内周侧的周向进行延伸。
需要说明的是,平箔2的一端为相对于轴承座1固定的平箔固定端,平箔2的另一端为自由端,波箔组2的一端为相对于轴承座1固定的波箔固定端,波箔组2的另一端为波箔自由端。
由于波箔组3包括高拱箔31和低拱箔32,也就是说,平箔2的一端相对于轴承座固定,另一端为自由端,同理,两个高拱箔31的一端分别相对于轴承座1固定,另一端为自由端,一个低拱箔32的一端相对于轴承座1固定,另一端为自由端。
在轴承运转的过程中,为了增大平箔2和波箔组3间的阻尼效应,耗散更多的振动能量,减少转子的振动效应,提高转子运转的稳定性,在进行平箔2和波箔组3安装的过程中,将平箔固定端和波箔自由端对应布置安装,将平箔自由端和波箔固定端对应布置安装。
为了对平箔2和波箔组3进行有效固定安装,在本发明实施例所公开的动压径向气体轴承中,在轴承座1的内周侧还开设有用于固定平箔2的平箔固定槽11,和多组用于固定波箔组3的波箔固定槽12,且波箔固定槽12对称设置于平箔固定槽11的两侧。
需要说明的是,平箔固定槽11为T型槽,其中T型槽包括用于平箔2嵌入的嵌入部111,以及用于固定平箔2的第一固定部112和第二固定部113,且嵌入部111,第一固定部112和第二固定部113均连通。
当进行平箔2安装时,可以先将平箔2的一端伸入嵌入部111后再朝向第一固定部112方向弯折,以对平箔2的一端进行固定,此时平箔2的另一端为自由端;当需要改变轴承的旋向时,需先将平箔2 的一端伸入嵌入部111后再朝向第二固定部113方向弯折,对平箔2一端进行固定,此时平箔2的另一端为自由端。
请参考图4-图5,本发明实施例所公开的动压径向气体轴承中,任意一组波箔固定槽12均包括一对用于固定低拱箔31且朝向相反的第一L型槽121,以及两对用于固定高拱箔32且朝向相反的第二L 型槽122。
需要解释的是,任意一个低拱箔31均对应两个第一L型槽121,任意一个高拱箔32均对应两个第二L型槽122,因此,一组波箔组3 对应两个第一L型槽121和四个第二L型槽122。
当进行动压径向气体轴承安装时,首先进行波箔组3的安装,即先将一个低拱箔31的一端嵌入第一L型槽121内,此时该端为低拱箔31的固定端,另一端为低拱箔31的自由端,再将分布于低拱箔31 两侧的高拱箔32的一端分别嵌入分布于第一L型槽121两侧的第二L型槽122内,此时该端为高拱箔32的固定端,另一端为高拱箔32的自由端,如此完成一组波箔组3的装配,然后再按照上述装配方式完成其余波箔组3的装配;将波箔组3装配完成后,再将与波箔组3固定端相反方向的平箔2固定端安装到T型槽内,此时该端为平箔2的固定端,另一端为平箔2的自由端,如此完成整个轴承座1的装配。
请继续参考图4-图5,为了进一步提升轴承的刚度的适应性,本发明实施例所公开的动压径向气体轴承中,优选将第一L型槽121的深度设置为小于第二L型槽122的深度,更为优选的,第一L型槽121 和第二L型槽122均与轴承座1的内圆周面垂直。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请和简化描述,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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种动压径向气体轴承,包括轴承座(1),所述轴承座的内周侧设置有平箔(2),所述轴承座(1)和所述平箔(2)之间还设置有多个波箔组(3),其特征在于,任意一个所述波箔组(3)均包括两个高拱箔(31)和一个低拱箔(32),所述高拱箔(31)的箔拱到所述平箔(2)的距离小于所述低拱箔(32)的箔拱到所述平箔(2)的距离。
2.根据权利要求1所述的动压径向气体轴承,其特征在于,所述低拱箔(32)的箔拱高度为所述高拱箔(31)的箔拱高度的70%-80%,且所述高拱箔(31)的箔拱和所述低拱箔(32)的波拱交错排列。
3.根据权利要求1所述的动压径向气体轴承,其特征在于,两个所述高拱箔(31)分别设置于所述轴承座(1)内周侧的两侧,所述低拱箔(32)设置于所述高拱箔(31)的中间,且所述高拱箔(31)和所述低拱箔(32)分别沿所述轴承座(1)内周侧的周向延伸。
4.根据权利要求1所述的动压径向气体轴承,其特征在于,
所述平箔(2)的一端为相对于所述轴承座(1)固定的平箔固定端,所述平箔(2)的另一端为平箔自由端;
所述波箔组(2)的一端为相对于所述轴承座(1)固定的波箔固定端,所述波箔组(2)的另一端为波箔自由端。
5.根据权利要求4所述的动压径向气体轴承,其特征在于,所述平箔固定端与所述波箔自由端对应布置,所述平箔自由端与所述波箔固定端对应布置。
6.根据权利要求1所述的动压径向气体轴承,其特征在于,所述轴承座(1)的内周侧还开设有用于固定所述平箔(2)的平箔固定槽(11),和多组用于固定所述波箔组(3)的波箔固定槽(12),且所述波箔固定槽(12)对称设置于所述平箔固定槽(11)的两侧。
7.根据权利要求6所述的动压径向气体轴承,其特征在于,所述平箔固定槽(11)为T型槽,所述T型槽包括用于所述平箔(31)嵌入的嵌入部(111),以及用于固定所述平箔(2)的第一固定部(112)和第二固定部(113),且所述嵌入部(111),所述第一固定部(112)和所述第二固定部(113)均连通。
8.根据权利要求1所述的动压径向气体轴承,其特征在于,任意一组所述波箔固定槽(12)均包括一对用于固定所述低拱箔(31)且朝向相反的第一L型槽(121),以及两对用于固定所述高拱箔(32)且朝向相反的第二L型槽(122)。
9.根据权利要求8所述的动压径向气体轴承,其特征在于,所述第一L型槽(121)的深度小于所述第二L型槽(122)的深度。
10.根据权利要求8所述的动压径向气体轴承,其特征在于,所述第一L型槽(121)和所述第二L型槽(122)均与所述轴承座(1)的内圆周面垂直。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201800 No. 1788, xiechun Road, Anting Town, Jiading District, Shanghai Applicant after: Shanghai jiehydrogen Technology Co.,Ltd. Address before: 1728 xiechun Road, Anting Town, Jiading District, Shanghai, 201804 Applicant before: Shanghai Jet Hydrogen Technology Co.,Ltd. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210413 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |