CN113513530A - 一种多孔径向波箔气体轴承 - Google Patents

一种多孔径向波箔气体轴承 Download PDF

Info

Publication number
CN113513530A
CN113513530A CN202110558176.9A CN202110558176A CN113513530A CN 113513530 A CN113513530 A CN 113513530A CN 202110558176 A CN202110558176 A CN 202110558176A CN 113513530 A CN113513530 A CN 113513530A
Authority
CN
China
Prior art keywords
foil
bearing
gas bearing
flat
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110558176.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113513530B (zh
Inventor
马希直
刘全
蔡永君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Easyland Automotive Science & Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Easyland Automotive Science & Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Easyland Automotive Science & Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Easyland Automotive Science & Technology Co ltd
Priority to CN202110558176.9A priority Critical patent/CN113513530B/zh
Publication of CN113513530A publication Critical patent/CN113513530A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113513530B publication Critical patent/CN113513530B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/024—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. radial foil bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/02—Sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多孔径向波箔气体轴承，其包括轴承套、平箔片和波箔片，平箔片和波箔片的一端作为固定端，另一端作为自由端，且平箔片和波箔片通过固定端固定于轴承套的内孔壁上，波箔片位于平箔片和轴承套之间，其中，所述平箔片上设置有若干排沿轴承轴向延伸的小孔。上述多孔径向波箔气体轴承在平箔片上开设小孔，在气膜形成后，如果载荷突变，产生了激振力，气膜厚度发生改变，此时多孔平箔上的小孔起到了节流作用。不仅结构简单，成本低，不需要外部气源；而且具有更好的稳定性和更高的承载力。

Description

一种多孔径向波箔气体轴承
技术领域
本发明涉及一种气体轴承，尤其是涉及一种多孔径向波箔气体轴承。
背景技术
气体轴承是一种采用气体为润滑介质的流体膜润滑轴承，因其润滑介质的低粘性使得气体轴承成为高速涡轮机的最佳选择。提高旋转速度可以大规模减少旋转机械的尺寸，进而减少质量，提高工作效率，故自20世纪60年代起，气体轴承就被用在许多旋转机械中，尤其在支承高速转子的精密机械中显示了其特殊价值。与传统的液体润滑轴承和滚动轴承相比，气体轴承在运行过程中具有高转速、低噪声、无污染、可靠性高、运行寿命长、耐冲击、摩擦磨损低、适应温度范围宽广及其较高的耐久性。气体轴承的工作原理与传统的油润滑滑动轴承基本相同，就是利用气体的粘性来提高轴承间隙中的压力，克服物体的重力从而使物体悬浮。动压气体轴承因润滑介质(气体)的低粘性导致气体轴承动力特性与传统轴承特性相比存在以下两方面不足：较低的承载能力和有限的阻尼水平。为了克服这些局限性，1960年中期提出了空气箔轴承的概念，即将弹性结构和耗散结构加入到轴承壳体和轴颈之间。在过去的几十年中，设计出多种类型的箔轴承(盘型，叶型，波箔型等)，波箔型轴承被认为是最有效、最成功的轴承之一。
在过去的40多年间，波箔型气体轴承的研究取得了显著的进步，和滚动轴承相比，采用波箔型气体轴承的高速涡轮机的可靠性提高了十倍以上。随着对飞机性能要求的日益提高，飞机中电子设备的数量在不断增加，进而对制冷功率的要求也愈来愈大，对压力、温度及空气湿度等的要求也在逐渐提高。高速旋转机械空气循环机(ACM)是飞行器中环境控制系统(ECS)的心脏，而环境控制系统用来管理飞行器中气体的制冷、制热及增压过程。因此，在空气循环机中改用波箔型气体轴承透平膨胀机转子的转速可以大幅度提高，而转子转速的提高通过以下两方面来改善飞行器空调系统的综合制冷性能：一方面，波箔型气体轴承改善了气体膨胀机的特性比，进而改变了气体膨胀机的工作效率，从而提高整个冷却系统的循环效率；另一方面，转子的高转速使得气体膨胀机工作轮中的系统膨胀比及气体流动发生了改变，从而导致温降幅度增加、制冷量也随之增大，减少了系统的引气量。另外，转子转速的提高有效降低了飞机的引气阻力、增加了推力进而改善了系统的力学性能，减轻了制冷系统部分组件的重量使得系统部件更加紧凑、轻巧，对附件的要求也随之大大降低，增加了空调系统的使用寿命，飞机的燃油损失也有所降低。
波箔型气体轴承的上述优点可以满足高速透平机械的要求，并得到了广泛应用，目前在美国等西方发达国家的军用、民用飞机及陆地车辆环境控制系统的空气循环机都使用波箔型气体轴承，旧的环境控制系统中的滚动轴承也被替换成了波箔型气体轴承。美国的F-16战斗机，波音747、737客机中的空气循环机均改用波箔型气体轴承。这对现有的波箔型气体轴承的承载力和稳定性就提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔径向波箔气体轴承，以解决现有技术中波箔气体轴承存在承载力低和稳定性差的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种多孔径向波箔气体轴承，其包括轴承套、平箔片和波箔片，所述平箔片和波箔片的一端作为固定端，另一端作为自由端，且所述平箔片和波箔片通过固定端固定于所述轴承套的内孔壁上，所述波箔片位于平箔片和轴承套之间，其中，所述平箔片上设置有若干排沿轴承轴向延伸的小孔。
特别地，所述平箔片和波箔片的固定端对齐焊接后再焊接固定于所述轴承套的内孔壁。
特别地，所述平箔片采用矩形轴承钢薄板滚弯后制成。
特别地，所述波箔片采用轴承钢薄板冲压制成，其为整个轴承提供刚度。
特别地，所述小孔为圆形孔，所述圆形孔的孔径为20μm～50μm。
特别地，所述波箔片上间隔设置有凸起波纹，所述凸起波纹的波高为0.2㎜～0.4㎜。
特别地，所述平箔片和波箔片的厚度为0.1㎜。
特别地，所述若干排小孔均为孔径相同的圆形孔。
特别地，所述若干排小孔为孔径不同的圆形孔。
特别地，所述若干排小孔沿轴承圆周方向等距或变节距布置，每排小孔中相邻两个小孔的之间等距或变节距布置。
本发明的有益效果为，与现有技术相比所述多孔径向波箔气体轴承具有以下优点：
1)用气膜支承以减小物体表面间的摩擦，产生热量小。
2)相对于气体静压轴承，本发明多孔径向波箔气体轴承不需要外部气源，结构简单，成本低。
3)具有更好的稳定性和更高的承载力。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的多孔径向波箔气体轴承的立体结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的多孔径向波箔气体轴承的剖面图；
图3是本发明具体实施方式提供的多孔径向波箔气体轴承的平箔片的立体结构示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的多孔径向波箔气体轴承的平箔片的展开示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的多孔径向波箔气体轴承的波箔片的立体结构示意图；
图6是动压式气体轴承工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当部件被称为“固定于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在居中的部件。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图6所示，本实施例中，一种多孔径向波箔气体轴承包括轴承套1、平箔片2和波箔片3，平箔片2和波箔片3安装于轴承套1的内孔，轴颈可以通过内孔插入轴承，平箔片2与轴颈、润滑气体和波箔片3相接触，波箔片3位于平箔片2和轴承套3之间，平箔片2和波箔片3的一端作为固定端，另一端作为自由端，具体的安装方式为：将平箔片2和波箔片3的固定端对齐焊接在一起后，再焊接固定于轴承套3的内孔。
平箔片2采用0.1mm厚的矩形轴承钢薄板滚弯后制成，其上设置有若干排沿轴承轴向延伸的小孔20，小孔20均为孔径相同的圆形孔，孔径为20μm～50μm，优选20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm，由于开的孔十分小，所以对轴承总体的刚度影响不大，可以忽略不计。若干排小孔沿轴承圆周方向等距，每排小孔中相邻两个小孔的之间等距。
波箔片3采用0.1mm厚度的轴承钢薄板冲压制成，其为整个多孔径向波箔气体轴承提供刚度，波箔片3上间隔设置有凸起波纹30，凸起波纹30的波高为0.3㎜。
需要说明是：小孔20的孔径大小及疏密排布方式由轴承具体的性能要求决定，因此小孔20孔径的大小、相邻两排小孔的间距以及同一排小孔的相邻两个小孔的间距也可完全不同或部分相同。
动压式气体轴承工作原理为：动压式气体轴承有相对移动的两个表面，两个表面之间为楔形间隙。当上滑动块移动时，由于摩擦面的相对移动，气体因其本身的粘性作用而被带动，并被压缩到楔形间隙内，形成气膜，由此产生了压力，起到了支承轴颈的作用。
因此，本发明多孔径向波箔气体轴承在气膜形成后，如果载荷突变，产生了激振力，气膜厚度发生改变，此时平箔片2上的小孔20起到了节流作用。当轴颈朝下偏心时，气膜通过底部的小孔泄露时受到阻力，流阻增大，流量减小，压力增大，可减小轴颈向下的偏移量。在其他方向上都具有相同的效果。因此，本发明多孔径向波箔气体轴承相比于普通波箔气体轴承具有更好的稳定性和更高的承载力。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多孔径向波箔气体轴承，其包括轴承套、平箔片和波箔片，所述平箔片和波箔片的一端作为固定端，另一端作为自由端，且所述平箔片和波箔片通过固定端固定于所述轴承套的内孔壁上，所述波箔片位于平箔片和轴承套之间，其特征在于，所述平箔片上设置有若干排沿轴承轴向延伸的小孔。
2.根据权利要求1所述的多孔径向波箔气体轴承，其特征在于，所述平箔片和波箔片的固定端对齐焊接后再焊接固定于所述轴承套的内孔壁。
3.根据权利要求1所述的多孔径向波箔气体轴承，其特征在于，所述平箔片采用矩形轴承钢薄板滚弯后制成。
4.根据权利要求1所述的多孔径向波箔气体轴承，其特征在于，所述波箔片采用轴承钢薄板冲压制成。
5.根据权利要求1所述的多孔径向波箔气体轴承，其特征在于，所述小孔为圆形孔，所述圆形孔的孔径为20μm～50μm。
6.根据权利要求1所述的多孔径向波箔气体轴承，其特征在于，所述波箔片上间隔设置有凸起波纹，所述凸起波纹的波高为0.2㎜～0.4㎜。
7.根据权利要求1所述的多孔径向波箔气体轴承，其特征在于，所述平箔片和波箔片的厚度为0.1㎜。
8.根据权利要求1所述的多孔径向波箔气体轴承，其特征在于，所述若干排小孔均为孔径相同的圆形孔。
9.根据权利要求1所述的多孔径向波箔气体轴承，其特征在于，所述若干排小孔为孔径不同的圆形孔。
10.根据权利要求1所述的多孔径向波箔气体轴承，其特征在于，所述若干排小孔沿轴承圆周方向等距或变节距布置，每排小孔中相邻两个小孔的之间等距或变节距布置。
CN202110558176.9A 2021-05-21 2021-05-21 一种多孔径向波箔气体轴承 Active CN113513530B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110558176.9A CN113513530B (zh) 2021-05-21 2021-05-21 一种多孔径向波箔气体轴承

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110558176.9A CN113513530B (zh) 2021-05-21 2021-05-21 一种多孔径向波箔气体轴承

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113513530A true CN113513530A (zh) 2021-10-19
CN113513530B CN113513530B (zh) 2023-11-14

Family

ID=78064637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110558176.9A Active CN113513530B (zh) 2021-05-21 2021-05-21 一种多孔径向波箔气体轴承

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113513530B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114294319A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 宙斯能源动力科技(大连)有限公司 一种高阻尼式新型气体箔片径向轴承

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060054524A (ko) * 2004-11-16 2006-05-22 삼성테크윈 주식회사 에어포일 베어링
CN101044332A (zh) * 2004-10-18 2007-09-26 韩国科学技术研究院 带多孔箔片的空气箔片轴承
CN102242762A (zh) * 2011-05-27 2011-11-16 罗立峰 动压气体径向陶瓷轴承
US9004765B1 (en) * 2013-11-19 2015-04-14 Korea Institute Of Science And Technology Air foil bearing having pressure dam
CN212297250U (zh) * 2020-05-19 2021-01-05 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院) 气体轴承

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101044332A (zh) * 2004-10-18 2007-09-26 韩国科学技术研究院 带多孔箔片的空气箔片轴承
KR20060054524A (ko) * 2004-11-16 2006-05-22 삼성테크윈 주식회사 에어포일 베어링
CN102242762A (zh) * 2011-05-27 2011-11-16 罗立峰 动压气体径向陶瓷轴承
US9004765B1 (en) * 2013-11-19 2015-04-14 Korea Institute Of Science And Technology Air foil bearing having pressure dam
CN212297250U (zh) * 2020-05-19 2021-01-05 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院) 气体轴承

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114294319A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 宙斯能源动力科技(大连)有限公司 一种高阻尼式新型气体箔片径向轴承

Also Published As

Publication number Publication date
CN113513530B (zh) 2023-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100573384B1 (ko) 래디알 포일 베어링
CN100516568C (zh) 带多孔箔片的空气箔片轴承
GB2110315A (en) Hydrodynamic fluid film bearing
CN108286567B (zh) 一种具有厚顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承
KR100413060B1 (ko) 하중 지지능력 및 안정성이 개선된 반능동형 댐퍼포일저널베어링
CN202091349U (zh) 动压气体止推陶瓷轴承
CN113513530B (zh) 一种多孔径向波箔气体轴承
CN112196890A (zh) 一种径向气体箔片轴承
CN102242762B (zh) 动压气体径向陶瓷轴承
CN213981639U (zh) 凹坑型动压气体止推箔片轴承
CN113513536B (zh) 一种双特性波箔气体轴承
CN113606246A (zh) 径向气体箔片轴承、空气压缩机、汽车和飞机
CN105179462B (zh) 一种波箔型空气动压轴承
CN1283931C (zh) 高速透平机械弹性支承平箔型止推气体轴承
CN202140419U (zh) 动压气体径向陶瓷轴承
CN109764057A (zh) 一种多级弹性支撑机构及动压气体止推轴承
CN101571056B (zh) 一种微小型转子动力机械减振结构
CN211398262U (zh) 动压气体径向轴承以及动力设备
CN109027002A (zh) 一种高速浮环轴承及转子系统支承方式
CN210003664U (zh) 一种多级弹性支撑组件及动压气体径向轴承
CN113339399A (zh) 动压气体箔片轴承、压缩机、空调和汽车
CN112460018A (zh) 压缩机及空调器
CN213598401U (zh) 一种径向轴承的顶层箔片
CN215444764U (zh) 动压气体径向轴承、压缩机、空调及车辆
CN217381282U (zh) 松装大阻尼双向箔片轴承

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant