CN113685433A - 气体止推轴承、转轴和压缩机 - Google Patents

气体止推轴承、转轴和压缩机 Download PDF

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陈彬
贾金信
陈振
苏久展
闫瑾
孔祥茹
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    • F16C17/042—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings

Abstract

本申请提供一种气体止推轴承、转轴和压缩机。该气体止推轴承包括第一箔片，设为轮毂状结构；所述第一箔片上设有多个悬片，多个所述悬片沿所述第一箔片的周向间隔分布；每个所述悬片的第一边连接在所述第一箔片的轮辐上，第二边为自由边，且突出所述第一箔片所在的平面；所述第一边和所述第二边为相对边。第一箔片采用轮毂状结构，直接在轮辐上设倾斜设置的悬片，在面对高速旋转的止推盘，悬片和止推盘之间的楔形间隙，会在第一边位置上形成高压润滑气膜，提供了承载力。本申请将第一箔片设为轮毂状结构，并在轮辐上设置悬片，尤其可将两者设为一体结构，在制造和装配上非常方便，能保证装配的精准度。

Description

气体止推轴承、转轴和压缩机
技术领域
本申请属于压缩机技术领域，具体涉及一种气体止推轴承、转轴和压缩机。
背景技术
气体动压止推轴承是一种弹性支承动压气体轴承，利用楔形效应在高转速条件下将粘性气体吸入楔形区域内，经过压缩在轴承表面形成高压气膜，悬浮高速旋转的转轴。气体动压止推轴承具有高精度、无污染、高速和结构简单等优点，国内外已经将气体动压轴承广泛应用在航空发动机无油透平、低温膨胀机以及飞机的空气循环机等高速旋转机械中。现有气体动压止推轴承采用多层波箔片冲压成型；然后通过各自外圆环连接成一个整体，但多层波箔片在制造及装配时易发生干涉，难以保证装配精度。
发明内容
因此，本申请提供一种气体止推轴承、转轴和压缩机，能够解决现有技术中多层波箔片在制造及装配时易发生干涉，难以保证装配精度的问题。
为了解决上述问题，本申请提供一种气体止推轴承，包括：
第一箔片，设为轮毂状结构；所述第一箔片上设有多个悬片，多个所述悬片沿所述第一箔片的周向间隔分布；
每个所述悬片的第一边连接在所述第一箔片的轮辐上，第二边为自由边，且突出所述第一箔片所在的平面；所述第一边和所述第二边为相对边。
可选地，所述悬片与所述第一箔片的轮辐为一体设置。
可选地，所述第一箔片的轮辐上设有第一卡扣。
可选地，所述气体止推轴承还包括有第二箔片，所述第二箔片设为与所述第一箔片相同的轮毂状结构，且与所述第一箔片为叠片式连接；
所述第二箔片上设有多个波纹片，多个所述波纹片沿所述第二箔片的周向间隔分布，且与所述悬片对应重叠；每个所述波纹片的第三边连接在所述第二箔片的轮辐上，第四边为自由边；所述第三边和所述第四边为相对边；所述第一边向远离所述第二箔片方向突出。
可选地，所述波纹片与所述第二箔片的轮辐为一体设置。
可选地，所述第二箔片的轮辐上设有通孔；所述第一箔片上设有第一卡扣，所述第一卡扣穿设于所述通孔中。
可选地，所述气体止推轴承还包括有第三箔片，所述第三箔片设为环状结构，且叠片式连接在所述第二箔片的另一侧；
所述第三箔片上设有第二卡扣，所述第二卡扣穿设于所述通孔中。
可选地，所述第三箔片上设有开口，所述第一卡扣匹配位于所述开口中。
根据本申请的另一方面，提供了一种转轴，包括如上所述的气体止推轴承。
可选地，所述转轴包括轴承座，所述第一箔片设于所述轴承座上，且与所述转轴上的止推盘为间隔设置，所述第二边朝向所述止推盘突出所述第一箔片所在的平面。
根据本申请的再一方面，提供了一种压缩机，包括如上所述的气体止推轴承或如上所述的转轴。
本申请提供的一种气体止推轴承，包括：第一箔片，设为轮毂状结构；所述第一箔片上设有多个悬片，多个所述悬片沿所述第一箔片的周向间隔分布；每个所述悬片的第一边连接在所述第一箔片的轮辐上，第二边为自由边，且突出所述第一箔片所在的平面；所述第一边和所述第二边为相对边。
第一箔片采用轮毂状结构，直接在轮辐上设倾斜设置的悬片，在面对高速旋转的止推盘，悬片和止推盘之间的楔形间隙，会在第一边位置上形成高压润滑气膜，提供了承载力。
本申请将第一箔片设为轮毂状结构，并在轮辐上设置悬片，尤其可将两者设为一体结构，在制造和装配上非常方便，能保证装配的精准度。
附图说明
图1为本申请实施例的气体止推轴承的爆炸结构示意图；
图2为本申请实施例的第一箔片的结构示意图；
图3为本申请实施例的第二箔片的结构示意图；
图4为本申请实施例的第三箔片的结构示意图；
图5为本申请实施例的气体止推轴承的俯视图；
图6为本申请实施例图5中A-A向剖视图。
附图标记表示为：
1、第一箔片；11、第一轮辐；12、悬片；121、平板区域；122、楔形区域；13、第一卡扣；14、第一销钉孔；2、第二箔片；21、第二轮辐；22、波纹片；23、通孔；24、第二销钉孔；3、第三箔片；31、环体；32、第二卡扣；33、开口；34、第三螺钉孔。
具体实施方式
结合参见图1至图6所示，根据本申请的实施例，一种气体止推轴承，包括：
第一箔片1，设为轮毂状结构；所述第一箔片1上设有多个悬片12，多个所述悬片12沿所述第一箔片1的周向间隔分布；
每个所述悬片12的第一边连接在所述第一箔片1的轮辐上，第二边为自由边，且突出所述第一箔片1所在的平面；所述第一边和所述第二边为相对边。
第一箔片1采用轮毂状结构，中部的内环用于转轴穿设，方便与转轴上的止推盘间隔设置；并且直接在轮辐上设倾斜设置的悬片12，即悬片12的一端是突出第一箔片1所在的平面，这样在面对高速旋转的止推盘，悬片12和止推盘之间的楔形间隙，会在第一边位置上形成高压润滑气膜，提供了承载力。
本申请将第一箔片1设为轮毂状结构，并在轮辐上设置悬片12，尤其可将两者设为一体结构，在制造和装配上非常方便，能保证装配的精准度。
在一些实施例中，第一箔片1的轮辐上设有第一卡扣13。
如图2所示，第一箔片1的轮辐为第一轮辐11，在第一轮辐11上设第一卡扣13，方便第一箔片1与其它连接件进行卡扣式连接固定，操作简单。
在一些实施例中，气体止推轴承还包括有第二箔片2，所述第二箔片2设为与所述第一箔片1相同的轮毂状结构，且与所述第一箔片1为叠片式连接；
所述第二箔片2上设有多个波纹片22，多个所述波纹片22沿所述第二箔片2的周向间隔分布，且与所述悬片12对应重叠；每个所述波纹片22的第三边连接在所述第二箔片2的轮辐上，第四边为自由边；所述第三边和所述第四边为相对边；所述第一边向远离所述第二箔片2方向突出。
采用叠片式在第一箔片1的一侧设置相同形状的第二箔片2，并且第二箔片2的轮辐上设有波纹片22，其中波纹结构决定了轴承的动态刚度，相应的参数均需高于所形成的气膜刚度。
在转轴高速转动时，转轴上的止推盘与第一箔片1之间区域形成气膜压力，以保证转轴轴向固定。第一箔片1挤压第二箔片2使之产生弹性形变，从而使气膜间隙增大，为轴承提供刚度和承载力。
在一些实施例中，波纹片22与所述第二箔片2的轮辐为一体设置。
为提高波纹片22与第二箔片2之间的稳定性，将波纹片22直接与第二箔片2的轮辐，即第二轮辐21，设为一体结构。
在一些实施例中，第二箔片2的轮辐上设有通孔23；所述第一箔片1上设有第一卡扣13，所述第一卡扣13穿设于所述通孔23中。
相对于第一轮辐11上第一卡扣13，第二轮辐21上设有通孔23，便于第一卡扣13穿设固定。
在一些实施例中，气体止推轴承还包括有第三箔片3，所述第三箔片3设为环状结构，且叠片式连接在所述第二箔片2的另一侧；
所述第三箔片3上设有第二卡扣32，所述第二卡扣32穿设于所述通孔23中。
采用不同厚度的第三箔片3，可以改变第一箔片1的楔形高度，以及调节整个轴承的承载性能，这样能固定第一箔片1的轴向位移和周向位移。
在一些实施例中，第三箔片3上设有开口33，所述第一卡扣13匹配位于所述开口33中。
第一卡扣13穿过第二箔片2的通孔23，匹配容纳于第三箔片3的开口33中，整个产品的平整性和稳定性得到提高。
在上述第一箔片1、第二箔片2和第三箔片3为叠片式连接固定时，第一箔片1中的悬片12由于一边被固定，使得整个悬片12包括平板区域121和楔形区域122，如图5和6所示，平板区域121的下表面与第二箔片2的顶部相接触，其末端应完全覆盖第二箔片2的拱形末端。楔形区域122的高度为气膜进出口高度值之差，由第二箔片2和第三箔片3的高度差决定，决定了轴承承载性能重要的影响参数。在轴承其它参数不变条件下，随着楔形高度值减小，轴承承载性能大幅提高。
第二箔片2包括波纹片22，波纹片22的具体参数决定了轴承的动态刚度，其数值需高于气膜刚度。第一箔片1的平板区域121与第三箔片3相接触以轴向固定拱箔。在周向均布的轮辐上开有多个通孔23，以便连接第一箔片1和第三箔片3以周向固定第二箔片2。
第三箔片3由周向多个均布的开口33和第二卡扣32组成。第一箔片1的第一卡扣13穿过第二箔片2上通孔23抵达第三箔片3的开口33后弯折于第三箔片3，由第一卡扣13结构轴向固定整个轴承。第三箔片3上的第二卡扣32的高度决定了进口处的气膜厚度，调节底片厚度或第二卡扣32结构变更进口气膜厚度，以提高轴承承载性能。
根据本申请的另一方面，提供了一种转轴，包括如上所述的气体止推轴承。
在一些实施例中，转轴包括轴承座，所述第一箔片1设于所述轴承座上，且与所述转轴上的止推盘为间隔设置，所述第二边朝向所述止推盘突出所述第一箔片1所在的平面。
第一箔片1上设有第一销钉孔14，便于与轴承座固定连接，相应的在第二箔片2上设有第二销钉孔24，第三箔片3上也设有第三销钉孔；第一箔片1上第二边朝向转轴上止推盘突出，在转轴以及止推盘高速旋转时，止推盘和第一箔片1之间产生气压变化，形成高压润滑气膜，提供了承载力。
根据本申请的再一方面，提供了一种压缩机，包括如上所述的气体止推轴承或如上所述的转轴。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种气体止推轴承，其特征在于，包括：
第一箔片(1)，设为轮毂状结构；所述第一箔片(1)上设有多个悬片(12)，多个所述悬片(12)沿所述第一箔片(1)的周向间隔分布；
每个所述悬片(12)的第一边连接在所述第一箔片(1)的轮辐上，第二边为自由边，且突出所述第一箔片(1)所在的平面；所述第一边和所述第二边为相对边。
2.根据权利要求1所述的气体止推轴承，其特征在于，所述悬片(12)与所述第一箔片(1)的轮辐为一体设置。
3.根据权利要求1所述的气体止推轴承，其特征在于，所述第一箔片(1)的轮辐上设有第一卡扣(13)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的气体止推轴承，其特征在于，所述气体止推轴承还包括有第二箔片(2)，所述第二箔片(2)设为与所述第一箔片(1)相同的轮毂状结构，且与所述第一箔片(1)为叠片式连接；
所述第二箔片(2)上设有多个波纹片(22)，多个所述波纹片(22)沿所述第二箔片(2)的周向间隔分布，且与所述悬片(12)对应重叠；每个所述波纹片(22)的第三边连接在所述第二箔片(2)的轮辐上，第四边为自由边；所述第三边和所述第四边为相对边；所述第一边向远离所述第二箔片(2)方向突出。
5.根据权利要求4所述的气体止推轴承，其特征在于，所述波纹片(22)与所述第二箔片(2)的轮辐为一体设置。
6.根据权利要求4所述的气体止推轴承，其特征在于，所述第二箔片(2)的轮辐上设有通孔(23)；所述第一箔片(1)上设有第一卡扣(13)，所述第一卡扣(13)穿设于所述通孔(23)中。
7.根据权利要求6所述的气体止推轴承，其特征在于，所述气体止推轴承还包括有第三箔片(3)，所述第三箔片(3)设为环状结构，且叠片式连接在所述第二箔片(2)的另一侧；
所述第三箔片(3)上设有第二卡扣(32)，所述第二卡扣(32)穿设于所述通孔(23)中。
8.根据权利要求7所述的气体止推轴承，其特征在于，所述第三箔片(3)上设有开口(33)，所述第一卡扣(13)匹配位于所述开口(33)中。
9.一种转轴，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的气体止推轴承。
10.根据权利要求9所述的转轴，其特征在于，所述转轴包括轴承座，所述第一箔片(1)设于所述轴承座上，且与所述转轴上的止推盘为间隔设置，所述第二边朝向所述止推盘突出所述第一箔片(1)所在的平面。
11.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的气体止推轴承或如权利要求9-10任一项所述的转轴。
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