CN112762094A - 一种动静压混合气体止推箔片轴承及动静压混合装置 - Google Patents

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Abstract

一种动静压混合气体止推箔片轴承及动静压混合装置，属于气体轴承技术领域，以解决静压气体轴承承载能力低，并且静压气体消耗量大，动压气体轴承高速运转时稳定性差，并且在启停时摩擦功耗大的问题。本发明的一种动静压混合气体止推轴承包括环形底板、供气管、多块扇形平箔片和多块扇形波纹箔片；每块扇形波纹箔片和每块扇形平箔片各自的一端自下至上分别与环形底板固定，其各自的另一端相对环形底板自由滑动，多块扇形波纹箔片和多块扇形平箔片沿环形底板圆周方向均匀分布。本发明可克服传统箔片动压止推轴承在启停和工作时出现的磨损和承载力不足的情况，即有效的提高轴承承载力，并减小摩擦功耗，延长轴承寿命。

Description

一种动静压混合气体止推箔片轴承及动静压混合装置
技术领域
本发明涉及一种气体止推轴承，具体涉及一种动静压混合气体止推轴承。
背景技术
气体润滑轴承具有气体润滑介质粘度小、摩擦力小、回转精度高、功耗低、等优点，在高精度领域、透平机械等，有着广泛的应用前景。气体轴承根据承载能力的产生原理，可分为动压气体轴承，静压气体轴承和动静压混合气体轴承。静压气体轴承和动压气体轴承分别存在各自的缺点。静压气体轴承承载能力低，并且静压气体消耗量大。动压气体轴承高速运转时稳定性差，并且在启停时摩擦功耗大。
发明内容
本发明为了解决静压气体轴承承载能力低，并且静压气体消耗量大，动压气体轴承高速运转时稳定性差，并且在启停时摩擦功耗大的问题，而提供一种动静压混合气体止推箔片轴承及动静压混合装置。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种动静压混合气体止推箔片轴承，包括环形底板、供气管、多块扇形平箔片和多块扇形波纹箔片；
每块扇形波纹箔片和每块扇形平箔片各自的一端自下至上分别与环形底板固定，其各自的另一端相对环形底板自由滑动，多块扇形波纹箔片和多块扇形平箔片沿环形底板圆周方向均匀分布，每块扇形平箔片1搭接在每块扇形波纹箔片上，每块扇形平箔片上均设有供气孔，供气管依次穿过环形底板和每块扇形波纹箔片与供气孔连接。
优选地，相邻两块扇形平箔片和相邻两块扇形波纹箔片均呈一定间距设置。
优选地，所述供气孔的直径为0.05-5mm。
优选地，每块扇形平箔片上的供气孔的数量为1-20个。
优选地，供气管上与每块扇形平箔片连接的供气孔的端部处为扩孔。
优选地，每块扇形波纹箔片上设有多个沿径向分布的圆弧形缝。
优选地，每块扇形波纹箔片和每块扇形平箔片在环形底板上的固定端为环形底板的径向分布的一端，每块扇形波纹箔片和每块扇形平箔片之间还设有多个弹性拉伸片，弹性拉伸片的一端与每块扇形波纹箔片的固定端固定，其另一端与每块扇形波纹箔片的自由端固定。
优选地，弹性拉伸片为的形状为波形，其波峰或波谷与每块扇形波纹箔片的波形相匹配。
方案二：一种动静压混合装置，包括方案一中所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承、高压气站和总管，所述动静压混合气体止推箔片轴承上的供气管通过总管与高压气站连接。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明实现了将动压气体止推箔片轴承和静压气体止推箔片轴承的性能结合到一起，弥补了各自的缺点。主要体现在轴承动压效应以及通过节流孔供入静压气体能够大幅度的提高现有轴承的轴承承载力；在转子启动和停止阶段先将外部高压气体通过供气管供入到轴承间隙，由静压气体形成气膜，降低摩擦功耗，并使轴承具有更高的稳定性，除此之外，低速时也会具有更大的负载能力。当转子转速升高到一定值时，外部气源停止供气，轴承通过动压效应以获得更高的轴承承载力，避免了外部气源的浪费。
附图说明
图1是本发明的爆炸视图；
图2是本发明装配图后的示意图；
图3是本发明供气管与平箔片焊接处的局部放大剖面视图；
图4是本发明波纹箔片示意图；
图5是扇形平箔片的示意图；
图6是扇形平箔片的局部放大视图；
图7是环形底板的示意图；
图8是供气管的示意图；
图9是动静压混合装置的示意图。
图中的附图标记：1、扇形平箔片，2、扇形波纹箔片，3、环形底板，4、供气管，5、供气孔，6、气站，7、总管，8、供气支管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例1：下面结合图1-图8来说明本实施例，本实施例涉及一种动静压混合气体止推箔片轴承，如图1-图6所示，包括环形底板3、供气管4、多块扇形平箔片1和多块扇形波纹箔片2；
每块扇形波纹箔片2和每块扇形平箔片1各自的一端自下至上分别与环形底板3固定，可采用激光焊接或强力胶粘贴的方法进行固定，其各自的另一端相对环形底板3自由滑动，多块扇形波纹箔片2和多块扇形平箔片1沿环形底板3圆周方向均匀分布，每块扇形平箔片1搭接在每块扇形波纹箔片2上，每块扇形平箔片1上均设有供气孔5，供气管4依次穿过环形底板3和每块扇形波纹箔片2与供气孔5连接，扇形平箔片1上与扇形波纹箔片2相接触的一面与供气管4的端部固定连接，可采用焊接或粘贴的方式固定，并且连接处进行焊接或粘贴时保证密封性，以防止压缩空气泄露。
作为本实施例的一种实施方式，多块扇形波纹箔片2和多块扇形平箔片1的数量均为6块。
可选地，相邻两块扇形平箔片1和相邻两块扇形波纹箔片2均呈一定间距设置。
可选地，供气管4的材料为不锈钢、铜、聚四氟乙烯、铝等金属或非金属材料。平箔片1的材料为不锈钢、镍基合金、铜、铝、石墨等金属或非金属材料。
可选地，所述供气孔5的直径为0.05-5mm。
可选地，每块扇形平箔片1上的供气孔5的数量为1-20个，可根据承载力来设定供气孔5的数量。
可选地，如图3和图8所示，供气管4上与每块扇形平箔片1连接的供气孔5的端部处为扩孔，以保持密封性。
如图4所示，每块扇形波纹箔片2上设有多个沿径向分布的圆弧形缝2-1，以使气流进入该圆弧形缝2-1，降低温度。
优选地，供气孔5位于圆弧形缝2-1的位置。
为了降低本发明工作时载荷变化的波动性，以提高工作时的稳定性，本实施例中每块扇形波纹箔片2和每块扇形平箔片1在环形底板3上的固定端为环形底板3的径向分布的一端，每块扇形波纹箔片2和每块扇形平箔片1之间还设有多个弹性拉伸片，弹性拉伸片的一端与每块扇形波纹箔片2的固定端固定，其另一端与每块扇形波纹箔片2的自由端固定。弹性拉伸片为的形状为波形，其波峰或波谷与每块扇形波纹箔片2的波形相匹配。通过设置弹性拉伸片与扇形波纹箔片2固定，固定时弹性拉伸片具有沿着周向的预拉力，以提高扇形波纹箔片2弹性变形时受载荷变化引起的波动，提高扇形波纹箔片2的刚度，进一步提高轴工作时的稳定性。
实施例2：如图9所示，本实施例所涉及的一种动静压混合装置，包括实施例1中所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承H、高压气站6和总管7，所述动静压混合气体止推箔片轴承H上的供气管4通过总管7与高压气站6连接。
每根供气管4通过供气支管8与总管7连接，从气站4供出的外部高压气体通过总管7向供气管4供入静压气体，进而在推力盘9与扇形平箔片1之间形成静压气膜。
本发明为改善动压与静压气体轴承的缺点，在动压与静压气体轴承的基础上，将动压与静压气体轴承的优点结合起来，相互弥补各自的缺点。通过在动压气体止推箔片轴承的扇形平箔片1以及环形底板3上开供气孔并穿过供气孔，将供气管管口焊接在扇形平箔片1背面进而得到动静压混合气体止推箔片轴承。动静压混合作用的气体止推箔片轴承在提高了轴承承载力的同时，也提高了轴承在高速运转时的稳定性，并避免了轴承在启停阶段的干摩擦和静压气体轴承需要持续高压供气的问题。
本实施例中弹性拉伸片为的形状为波形，其波峰或波谷与每块扇形波纹箔片2的波形相匹配，使其与扇形波纹箔片2上表面想贴合。
本发明虽然已经通过一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种动静压混合气体止推箔片轴承，其特征在于：包括环形底板(3)、供气管(4)、多块扇形平箔片(1)和多块扇形波纹箔片(2)；
每块扇形波纹箔片(2)和每块扇形平箔片(1)各自的一端自下至上分别与环形底板(3)固定，其各自的另一端相对环形底板(3)自由滑动，多块扇形波纹箔片(2)和多块扇形平箔片(1)沿环形底板(3)圆周方向均匀分布，每块扇形平箔片(1)搭接在每块扇形波纹箔片(2)上，每块扇形平箔片(1)上均设有供气孔(5)，供气管(4)依次穿过环形底板(3)和每块扇形波纹箔片(2)与供气孔(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承，其特征在于：相邻两块扇形平箔片(1)和相邻两块扇形波纹箔片(2)均呈一定间距设置。
3.根据权利要求1所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承，其特征在于：所述供气孔(5)的直径为0.05-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承，其特征在于：每块扇形平箔片(1)上的供气孔(5)的数量为1-20个。
5.根据权利要求1所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承，其特征在于：供气管(4)上与每块扇形平箔片(1)连接的供气孔(5)的端部处为扩孔。
6.根据权利要求1所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承，其特征在于：每块扇形波纹箔片(2)上设有多个沿径向分布的圆弧形缝(2-1)。
7.根据权利要求1所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承，其特征在于：每块扇形波纹箔片(2)和每块扇形平箔片(1)在环形底板(3)上的固定端为环形底板(3)的径向分布的一端，每块扇形波纹箔片(2)和每块扇形平箔片(1)之间还设有多个弹性拉伸片，弹性拉伸片的一端与每块扇形波纹箔片(2)的固定端固定，其另一端与每块扇形波纹箔片(2)的自由端固定。
8.根据权利要求7所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承，其特征在于：弹性拉伸片为的形状为波形，其波峰或波谷与每块扇形波纹箔片(2)的波形相匹配。
9.一种动静压混合装置，其特征在于：包括权利要求1-8任意一项所述的一种动静压混合气体止推箔片轴承(H)、高压气站(6)和总管(7)，所述动静压混合气体止推箔片轴承(H)上的供气管(4)通过总管(7)与高压气站(6)连接。
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