CN113833746A - 一种径向气体悬浮轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种径向气体悬浮轴承，包括轴承座和固设于所述轴承座内部的厚顶箔层，所述厚顶箔层呈开口圆环型，还包括设于所述轴承座上的限位销，所述厚顶箔层的至少一端抵接于所述限位销、以防止所述厚顶箔层沿周向滑动。上述径向气体悬浮轴承能够在简化厚顶箔层和轴承座结构的前提下，实现对于厚顶箔层的周向限位，也就是说，在不影响轴承性能的前提，可以降低厚顶箔层和轴承座的加工难度和设计难度，从而可以缩短制造周期，同时也可以降低原材料的浪费，有利于降低生产成本。

Description

一种径向气体悬浮轴承

技术领域

本发明涉及悬浮轴承技术领域，特别涉及一种径向气体悬浮轴承。

背景技术

旋转机械广泛应用于各项工程领域，旋转机械的发展越来越趋向于高转速、高效率、高功率密度，其中运动部件是设备的设计难点，由运动部件引起的故障原因占比大于20％。

气体悬浮轴承具有低摩擦、高转速、无油无污染等优点，能很好的适用于空气循环机、鼓风机、空压机等高速旋转机械领域。气体悬浮轴承按工作原理可分为动压气体悬浮轴承、静压气体悬浮轴承、挤压气体悬浮轴承。在动压悬浮轴承领域，箔片支承结构式气体悬浮轴承中的厚顶箔气体悬浮轴承具有刚度良好，承载能力高等优点而被得到关注和应用，其轴承加工工艺难度和加工制造成本是其制约广泛应用的阻碍。现有技术中，针对具有厚顶箔层的气体悬浮轴承，在厚顶箔层两侧设置凸起的卡固端结构01，该卡固端结构01与具有卡槽02的轴承座配合，以卡紧厚顶箔层，从而可以防止厚顶箔层的周向滑动，如图1和图2所示。然而，在上述限位结构中，由于需要在厚顶箔层两侧加工出凸起的卡固端结构，以及在轴承座上设置卡槽，这样会导致结构繁复，不但增加了加工难度和加工成本，同时，装配技术要求高，安装方式也较为繁琐，拆装麻烦，适应性不够高。

因此，如何避免悬浮轴承生产成本高和装配工艺复杂，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种径向气体悬浮轴承，能够在简化厚顶箔层和轴承座二者结构的前提下，实现对于厚顶箔层的周向限位，从而可以降低厚顶箔层和轴承座的加工难度，从而可以降低生产成本，并简化装配工艺。

为实现上述目的，本发明提供一种径向气体悬浮轴承，包括轴承座和固设于所述轴承座内部的厚顶箔层，所述厚顶箔层呈开口圆环型，还包括设于所述轴承座上的限位销，所述厚顶箔层的至少一端抵接于所述限位销、以防止所述厚顶箔层沿周向滑动。

可选地，所述轴承座的内侧壁设有沿其长度方向开设的安装槽，所述限位销固接于所述安装槽中。

可选地，所述安装槽的轴向尺寸等于所述轴承座的轴向尺寸。

可选地，所述厚顶箔层的内侧壁设有耐磨涂层。

可选地，还包括设于所述轴承座和所述厚顶箔层之间的波箔层，所述波箔层包括多个沿周向分布的波箔片。

可选地，所述波箔片的数量为至少三组，至少三组所述波箔片沿周向均匀分布，任一组所述波箔片包括至少三个间隔分布的所述波箔片。

可选地，任一所述波箔片包括多个依次相连的波状凸起。

可选地，所述波箔层和所述厚顶箔层之间设有中间层，全部所述波状凸起与所述中间层的外侧壁接触相抵。

可选地，所述波箔层和所述轴承座之间设有底层，所述波箔片上任意相邻的两个所述波状凸起的相接处与所述底层的内侧壁接触相抵。

可选地，还包括第一限位环和第二限位环，所述第一限位环和所述第二限位环分别固接于所述轴承座的两个端面，以限制所述厚顶箔层、所述中间层和所述底层的轴向滑动。

相对于上述背景技术，本发明实施例所提供的径向气体悬浮轴承，包括轴承座和厚顶箔层，其中，厚顶箔层固设于轴承座的内部，该厚顶箔层呈开口圆环型，也即，圆环型的厚顶箔层具有开口；进一步地，径向气体悬浮轴承还包括限位销，该限位销设于轴承座上，在厚顶箔层完成装配后，厚顶箔层的至少一端抵接于限位销，以防止厚顶箔层沿周向滑动，从而可以达到对于厚顶箔层的周向限位；由于厚顶箔层只受到一个转动方向的力，因此，厚顶箔层至少有一端与限位销相抵即可实现周向固定。相较于传统利用厚顶箔层两侧的卡固结构与轴承座上的卡槽卡固的设置方式，本发明实施例所提供的径向气体悬浮轴承，通过取消厚顶箔层两侧的卡固结构以及轴承座上的卡槽，以优化厚顶箔层和轴承座的整体结构，这样一来，可以优化厚顶箔层的加工工序，这样可以适应大批量的生产需求，同时，轴承座的加工难度也可以大大降低，从而可以降低悬浮轴承生产成本；此外，采用限位销抵持于厚顶箔层的至少一端，这样可以大大降低厚顶箔层与轴承座的装配技术要求，便于装拆。

综上，上述设置方式能够在简化厚顶箔层和轴承座结构的前提下，实现对于厚顶箔层的周向限位，也就是说，在不影响轴承性能的前提，可以降低厚顶箔层和轴承座的加工难度和设计难度，从而可以缩短制造周期，同时也可以降低原材料的浪费，有利于降低生产成本。

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，下面将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，显而易见地，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为现有技术中厚顶箔层的结构示意图；

图2为现有技术中轴承座的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的径向气体悬浮轴承的爆炸图；

图4为本发明实施例所提供的径向气体悬浮轴承装配后的结构示意图；

图5为图4的剖面结构示意图；

图6为图3中厚顶箔层的结构示意图；

图7为图3中轴承座的结构示意图；

图8为图3中波箔片的结构示意图。

其中：

01-卡固端结构、02-卡槽；

1-限位销、2-第一限位环、3-厚顶箔层、4-中间层、5-波箔层、51-波箔片、6-轴承座、61-安装槽、7-底层、8-第二限位环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种径向气体悬浮轴承，能够在简化厚顶箔层和轴承座二者结构的前提下，实现对于厚顶箔层的周向限位，从而可以降低厚顶箔层和轴承座的加工难度，从而可以降低生产成本，并简化装配工艺。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参考图3至图8，图3为本发明实施例所提供的径向气体悬浮轴承的爆炸图；图4为本发明实施例所提供的径向气体悬浮轴承装配后的结构示意图；图5为图4的剖面结构示意图；图6为图3中厚顶箔层的结构示意图；图7为图3中轴承座的结构示意图；图8为图3中波箔片的结构示意图。

本发明实施例所提供的径向气体悬浮轴承，包括轴承座6和厚顶箔层3，其中，厚顶箔层3固设于轴承座6的内部，该厚顶箔层3呈开口圆环型，也即，圆环型的厚顶箔层3具有开口。

进一步地，径向气体悬浮轴承还包括限位销1，该限位销1设于轴承座6上，在厚顶箔层3完成装配后，厚顶箔层3的至少一端抵接于限位销1，以防止厚顶箔层3沿周向滑动，从而可以达到对于厚顶箔层3的周向限位的目的。

需要说明的是，由于厚顶箔层3只受到一个转动方向的力，因此，厚顶箔层3至少有一端与限位销1相抵即可实现周向固定，也就是说，厚顶箔层3的一端或两端与限位销1相抵均可实现对于厚顶箔层3的周向固定。

相较于传统利用厚顶箔层3两侧的卡固结构与轴承座6上的卡槽卡固的设置方式，本发明实施例所提供的径向气体悬浮轴承，通过取消厚顶箔层3两侧的卡固结构以及轴承座6上的卡槽，以优化厚顶箔层3和轴承座6的整体结构，这样一来，可以优化厚顶箔层3的加工工序，这样可以适应大批量的生产需求，同时，轴承座6的加工难度也可以大大降低，从而可以降低悬浮轴承生产成本；此外，采用限位销1抵持于厚顶箔层3的至少一端，这样可以大大降低厚顶箔层3与轴承座6的装配技术要求，便于装拆。

综上，上述设置方式能够在简化厚顶箔层3和轴承座6结构的前提下，实现对于厚顶箔层3的周向限位，也就是说，在不影响轴承性能的前提，可以降低厚顶箔层3和轴承座6的加工难度和设计难度，从而可以缩短制造周期，同时也可以降低原材料的浪费，有利于降低生产成本。

其中，由于厚顶箔层3采用不带两边翘起的卡固端结构，厚顶箔层3可采用卷圆和车削或者直接通过滚圆的方式加工成型。

为了便于限位销1的装配，轴承座6的内侧壁设有沿其长度方向开设的安装槽61，限位销1可以固接于安装槽61中。这样一来，在厚顶箔层3完成装配后，厚顶箔层3的至少一端能够抵接于限位销1上，使用过程中，可以防止厚顶箔层3沿周向滑动，从而可以达到对于厚顶箔层3的周向限位的目的。

根据实际需要，安装槽61的轴向尺寸等于轴承座6的轴向尺寸。当然，安装槽61的轴向尺寸也可以小于轴承座6的轴向尺寸，此时，可以适当缩短限位销1的长度。

当然，上述限位销1包括但不限于圆柱形、棱柱形等一切有利于限制厚顶箔层3沿周向滑动的形状。

为了降低磨损，提高厚顶箔层3的使用寿命，在顶层箔片的内侧壁设置有耐磨涂层，该耐磨涂层可以为二硫化钼层或聚四氟乙烯涂层，厚度为可以根据需要进行选择。

为了优化上述实施例，径向气体悬浮轴承还包括设于轴承座6和厚顶箔层3之间的波箔层5，在本实施例中，波箔层5包括多个沿周向分布的波箔片51。

具体地说，波箔片51的数量为至少三组，至少三组波箔片51沿周向均匀分布，且任一组波箔片51包括至少三个间隔分布的波箔片51。

下面以三组波箔片51为例具体说明。

波箔片51的数量为三组，三组波箔片51沿圆周方向均匀分布，且任一组波箔片51包括三个间隔分布的波箔片51。换言之，波箔片51的数量为9件，9件波箔片51分为三组沿圆周方向设置。

这样一来，相较于一体结构的波箔层5，其受力不均匀，尤其受力较大的位置变形严重，长期使用会影响悬浮轴承的性能，而本实施例中的波箔层5拆分为9件，9件波箔片51分为三组沿圆周方向均匀设置，这样即可使波箔层5受力均匀，从而可以大大提高波箔层5的使用寿命。

需要说明的是，上述任一波箔片51整体呈圆弧形，任一波箔片51包括多个依次相连的波状凸起。任意相邻的两个波状凸起连接。

此外，波箔层5和厚顶箔层3之间设有中间层4，全部波状凸起与中间层4的外侧壁接触相抵；波箔层5和轴承座6之间设有底层7，波箔片51上任意相邻的两个波状凸起的相接处与底层7的内侧壁接触相抵。也就是说，径向气体悬浮轴承由外到内依次设置轴承座6、底层7、波箔层5、中间层4和厚顶箔层3。

更加具体地说，底层7和中间层4之间夹装9件波箔片51，其中，波箔片51焊接于底层7的内侧壁上，并与厚顶箔层3一起装配于轴承座6内。装配时，通过限位销1以限制厚顶箔层3、底层7及中间层4沿圆周方向滑动。

为了实现轴向限位，径向气体悬浮轴承还包括第一限位环2和第二限位环8，第一限位环2和第二限位环8分别固接于轴承座6的两个端面，通过第一限位环2和第二限位环8以限制厚顶箔层3、中间层4和底层7的轴向滑动。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的径向气体悬浮轴承进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种径向气体悬浮轴承，其特征在于，包括轴承座(6)和固设于所述轴承座(6)内部的厚顶箔层(3)，所述厚顶箔层(3)呈开口圆环型，还包括设于所述轴承座(6)上的限位销(1)，所述厚顶箔层(3)的至少一端抵接于所述限位销(1)、以防止所述厚顶箔层(3)沿周向滑动。

2.如权利要求1所述的径向气体悬浮轴承，其特征在于，所述轴承座(6)的内侧壁设有沿其长度方向开设的安装槽(61)，所述限位销(1)固接于所述安装槽(61)中。

3.如权利要求2所述的径向气体悬浮轴承，其特征在于，所述安装槽(61)的轴向尺寸等于所述轴承座(6)的轴向尺寸。

4.如权利要求1所述的径向气体悬浮轴承，其特征在于，所述厚顶箔层(3)的内侧壁设有耐磨涂层。

5.如权利要求1-4任意一项所述的径向气体悬浮轴承，其特征在于，还包括设于所述轴承座(6)和所述厚顶箔层(3)之间的波箔层(5)，所述波箔层(5)包括多个沿周向分布的波箔片(51)。

6.如权利要求5所述的径向气体悬浮轴承，其特征在于，所述波箔片(51)的数量为至少三组，至少三组所述波箔片(51)沿周向均匀分布，任一组所述波箔片(51)包括至少三个间隔分布的所述波箔片(51)。

7.如权利要求5所述的径向气体悬浮轴承，其特征在于，任一所述波箔片(51)包括多个依次相连的波状凸起。

8.如权利要求7所述的径向气体悬浮轴承，其特征在于，所述波箔层(5)和所述厚顶箔层(3)之间设有中间层(4)，全部所述波状凸起与所述中间层(4)的外侧壁接触相抵。

9.如权利要求8所述的径向气体悬浮轴承，其特征在于，所述波箔层(5)和所述轴承座(6)之间设有底层(7)，所述波箔片(51)上任意相邻的两个所述波状凸起的相接处与所述底层(7)的内侧壁接触相抵。

10.如权利要求9所述的径向气体悬浮轴承，其特征在于，还包括第一限位环(2)和第二限位环(8)，所述第一限位环(2)和所述第二限位环(8)分别固接于所述轴承座(6)的两个端面，以限制所述厚顶箔层(3)、所述中间层(4)和所述底层(7)的轴向滑动。

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