CN112943793A - 一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承 - Google Patents

Abstract

一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，包括底板、中间支撑件、顶层箔片，所述顶层箔片包括若干片单片箔片，所述若干片单片箔片呈环形布置，相邻两单片箔片之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构。兼具了以往的分体式结构和整体式结构的优点，便于定位和组装，单片箔片的自由端不会沿轴向发生移动或翘曲，从而避免了与止推盘接触导致磨损，延长了使用寿命；波浪形系带既保证了顶层箔片的整体性，又使顶层箔片具有一定的拉伸量和形变量，不会影响单片箔片自由端随波形的升高或降低，保证了形成气膜的稳定性，即使顶层箔片局部发生变形，也不会造成整个顶层箔片因产生应力导致挠曲变形而无法使用。

Description

一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承

技术领域：

本发明涉及一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承。

背景技术：

空气轴承是一种采用空气作为润滑介质的自作用式动压空气轴承，空气轴承与传统高速轴承相比，具有结构简单、转速高、摩擦功耗低、耐高低温、稳定性好和维护方便等优点，在高速旋转机械领域具有广阔的应用前景，目前空气轴承已普遍应用于氢燃料电池用离心空压机领域。

空气轴承是利用顶层箔片和止推盘间楔形气膜的压缩效应来产生轴向承载力的，主要包括底板、中间支撑件、顶层箔片三部分，其中顶层箔片的设计至关重要，会直接影响空气轴承的整体性能。现在的顶层箔片，目前主要包括分体式和整体式两种结构，现对现有技术中这两种结构的优缺点进行分析如下：

分体式结构，每片顶层箔片的一侧固定，另一侧为自由端，其优点是：每片顶层箔片自由端的浮动性好，可充分形成气膜，一旦某片顶层箔片产生变形，不会对其他顶层箔片造成影响；其缺点是：一、对组装工艺要求很高且比较复杂，每片顶层箔片的定位以及焊接都有严格要求，加工精度要求高，稍微有点翘曲则会影响轴承整体的平面度，二、自由端容易沿轴向发生移动或翘曲，从而与止推盘接触，导致顶层箔片自由端和止推盘磨损，严重降低了轴承的稳定性及使用寿命。

整体式结构，将各顶层箔片连接为一个整体，其优点是：便于定位和组装，自由端不会沿轴向发生移动或翘曲，避免了顶层箔片自由端和止推盘接触磨损；其缺点是：一、过于限制了顶层箔片自由端的浮动性，影响自由端随波形的升高或降低，从而影响形成气膜的稳定性，二、当顶层箔片局部发生变形时，会造成整个顶层箔片产生应力甚至挠曲变形，造成整个顶层箔片无法使用。

综上，空气轴承中顶层箔片的结构设计问题，已成为行业内亟需解决的技术难题。

发明内容：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，解决了以往的分体式顶层箔片组装工艺复杂、自由端容易发生移动或翘曲与止推盘接触磨损的问题，解决了以往的整体式顶层箔片过于限制自由端的浮动影响气膜稳定性的问题，解决了以往的整体式顶层箔片因局部发生变形造成整个顶层箔片产生应力挠曲变形无法使用的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，包括底板、中间支撑件、顶层箔片，所述顶层箔片包括若干片单片箔片，所述若干片单片箔片呈环形布置，相邻两单片箔片之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构。

所述相邻两单片箔片之间通过系带实现柔性连接。

所述系带为波浪形。

所述系带与相邻两单片箔片为一体成型制成。

所述相邻两单片箔片之间通过两条系带进行连接。

所述两条系带分别设置在相邻两单片箔片的环形内边缘和外边缘。

所述单片箔片与系带的连接处分别开设槽口，相邻两单片箔片的槽口对接后形成容纳系带的空间。

所述系带和单片箔片上设有用于进行固定的焊点。

所述顶层箔片的外表面喷涂有耐磨涂层。

所述耐磨涂层包括二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层。

本发明采用上述方案，具有以下优点：

通过将相邻两单片箔片之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构，兼具了以往的分体式结构和整体式结构的优点，便于定位和组装，可以降低弹性箔片的加工精度，弹性箔片稍微有点翘曲不会影响轴承整体的平面度；单片箔片的自由端不会沿轴向发生移动或翘曲，从而避免了与止推盘接触导致磨损，延长了使用寿命；波浪形系带既保证了顶层箔片的整体性，又使顶层箔片具有一定的拉伸量和形变量，不会影响单片箔片自由端随波形的升高或降低，保证了形成气膜的稳定性，即使顶层箔片局部发生变形，也不会造成整个顶层箔片因产生应力导致挠曲变形而无法使用。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明底板的结构示意图。

图3为本发明中间支撑件安装在底板上的结构示意图。

图4为本发明顶层箔片的结构示意图。

图中，1、底板，2、顶层箔片，3、单片箔片，4、系带，5、槽口，6、冷却凹槽，7、固定安装孔，8、支撑箔片，9、弹性箔片。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

如图1-4所示，一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，包括底板1、中间支撑件、顶层箔片2，底板1呈环形，底板1上沿圆周设有若干条冷却凹槽6，底板1的外边缘设有若干个固定安装孔7；中间支撑件包括若干支撑箔片8和弹性箔片9，支撑箔片8和弹性箔片9通过点焊方式固定在底板1上，支撑箔片8和弹性箔片9两两一组，用来对顶层箔片2进行支撑；所述顶层箔片2包括若干片单片箔片3，所述若干片单片箔片3呈环形布置，相邻两单片箔片3之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构。

优选的，所述相邻两单片箔片3之间通过系带4实现柔性连接，本领域内可实现柔性连接的其他常规结构形式，都在本发明保护范围之内。

所述系带4为波浪形。波浪形系带既保证了顶层箔片2的整体性，又使顶层箔片2具有一定的拉伸量和形变量，不会影响单片箔片3自由端随波形的升高或降低，保证了形成气膜的稳定性，即使顶层箔片2局部发生变形，也不会造成整个顶层箔片2因产生应力导致挠曲变形而无法使用。

所述系带4与相邻两单片箔片3为一体成型制成，加工时，整个顶层箔片2可一体冲压成型制成。

所述相邻两单片箔片3之间通过两条系带4进行连接，可增加连接强度。

所述两条系带4分别设置在相邻两单片箔片3的环形内边缘和外边缘，所述单片箔片3与系带4的连接处分别开设槽口5，相邻两单片箔片3的槽口5对接后形成容纳系带4的空间，可保证空间内的系带4具有一定长度，从而具备拉伸和形变的空间。

所述系带4和单片箔片3上设有用于进行固定的焊点，系带4和单片箔片3都通过点焊的方式固定在支撑箔片8上。

所述顶层箔片2的外表面喷涂有耐磨涂层，所述耐磨涂层包括二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层，可降低磨损，提高使用寿命。

本发明在组装时，先将支撑箔片8和弹性箔片9两两一组通过点焊的方式固定在底板1上，顶层箔片2的每个单片箔片3对应一组支撑箔片8和弹性箔片9，支撑箔片8和弹性箔片9对单片箔片3进行支撑，然后将系带4和单片箔片3都通过点焊的方式固定在支撑箔片8上。当空气轴承工作时，弹性箔片9在气膜作用力下会发生微小弹性变形，与顶层箔片2的内表面和底板表面发生微滑动，为轴承高速运转提供足够的阻尼，气膜对止推盘起到止推作用。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，包括底板、中间支撑件、顶层箔片，其特征在于：所述顶层箔片包括若干片单片箔片，所述若干片单片箔片呈环形布置，相邻两单片箔片之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构。

2.根据权利要求1所述的一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，其特征在于：所述相邻两单片箔片之间通过系带实现柔性连接。

3.根据权利要求2所述的一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，其特征在于：所述系带为波浪形。

4.根据权利要求2或3所述的一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，其特征在于：所述系带与相邻两单片箔片为一体成型制成。

5.根据权利要求2或3所述的一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，其特征在于：所述相邻两单片箔片之间通过两条系带进行连接。

6.根据权利要求5所述的一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，其特征在于：所述两条系带分别设置在相邻两单片箔片的环形内边缘和外边缘。

7.根据权利要求6所述的一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，其特征在于：所述单片箔片与系带的连接处分别开设槽口，相邻两单片箔片的槽口对接后形成容纳系带的空间。

8.根据权利要求2或3所述的一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，其特征在于：所述系带和单片箔片上设有用于进行固定的焊点。

9.根据权利要求1所述的一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，其特征在于：所述顶层箔片的外表面喷涂有耐磨涂层。

10.根据权利要求9所述的一种顶层箔片系带结构空气动压止推轴承，其特征在于：所述耐磨涂层包括二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层。

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