CN113915234A - 一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，包括内轴和外轴，沿外轴的内圆周壁面环阵列的分布有第一气孔，沿外轴的外圆周壁面开设有第一凹圈，第一气孔的外侧出口处于第一凹圈内；空气悬浮轴承还包括套设于外轴外的轴承座、自矫正组件。轴承座柱壁上设置有一个第二气孔，第二气孔的内口和第一凹圈相通，轴承座和外轴组合形成外轴组件。自矫正组件设有两组，两组自矫正组件套于外轴上且分居于轴承座的两端，两组自矫正组件分别和外轴组件之间形成弹性抵接结构，自矫正组件还设置有进气通道，两个进气通道内，通过注入不同大小气压的气体形成气压差以矫正自矫正组件的位置。本发明外轴可调节，以使内轴旋转得到更好的同心度。

Description

一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承

技术领域

本发明涉及空气轴承，具体的说是涉及一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承。

背景技术

空气悬浮径向轴承是空气轴承(双称气浮轴承)的一种，空气轴承指的是用气体(通常是空气，但也有可能是其它气体)作为润滑剂的滑动轴承。空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而可用于高速机器、仪器及放射性装置中，但其负荷能力比油低。空气轴承分为三大类:空气静压轴承、空气动压轴承和挤压膜轴承。在一般工业中，空气静压轴承用得较广泛。

经检索，传统的空气悬浮轴承不具备自矫正结构，传统的空气悬浮轴承仅具有进气通道，内轴和外轴均是固定位置，不可调节。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，设计该空气悬浮轴承的目的是外轴可调节，以使内轴旋转得到更好的同心度。

为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现：本发明的一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，包括内轴和套设于所述内轴外的外轴，沿所述外轴的内圆周壁面，环阵列的分布有若干内外相通的第一气孔，沿所述外轴的外圆周壁面，开设有一条绕外圆周壁面的第一凹圈，所述第一气孔的外侧出口处于所述第一凹圈内；

所述空气悬浮轴承还包括：

套设于所述外轴外的轴承座，所述轴承座柱壁上设置有一个第二气孔，所述第二气孔的内口和所述第一凹圈相通，所述轴承座和所述外轴组合形成外轴组件；

自矫正组件，设置有两组，两组自矫正组件套于所述外轴上且分居于所述轴承座的两端，两组自矫正组件分别和所述外轴组件之间形成弹性抵接结构，所述自矫正组件还设置有进气通道，两个进气通道内，通过注入不同大小气压的气体形成气压差以矫正所述自矫正组件的位置，进而通过所述矫正组件的推力矫正所述外轴组件的位置，所述内轴的两端固定有限制所述自矫正组件位置的盘体。

进一步的，所述轴承座为法兰结构座。

进一步的，所述两组自矫正组件分别和所述外轴组件之间通过弹簧形成弹性抵接结构。

进一步的，所述外轴组件的两端均环阵列分布有若干第一盲孔；

所述自矫正组件包括“凸”型结构盘，套于所述外轴外且凸端朝向所述轴承座，所述“凸”型结构盘的凸端环面环阵列分布有和所述第一盲孔数量对应且相对的第二盲孔，所述第一盲孔和所述第二盲孔之间装有所述弹簧。

进一步的，所述自矫正组件还包括环形结构条，所述环形结构条套于所述“凸”型结构盘的凸部外；

所述“凸”型结构盘的凸部外侧壁设置有一圈第二凹圈，所述环形结构条的环体上设置有贯通内外圈的第三气孔，所述第三气孔的内口和所述第二凹圈相通，所述第三气孔和所述第二凹圈组成所述进气通道；

所述“凸”型结构盘(22)，其背向所述环形结构条(21)的一面，环阵列分布有若干第四气孔(26)，所述第四气孔(26)一端口和所述第二凹圈(23)相通，其另一端口均朝向所述盘体。

进一步的，所述气体包括空气、惰性气体的一种。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明的空气悬浮轴承，是在外轴组件的两端设置有自矫正组件且外轴组件和两个自矫正组件弹性抵接。在自矫正组件上设置进气通道，通过注入不同大小气压的气体形成气压差以矫正所述自矫正组件的位置，进而通过所述矫正组件的推力矫正所述外轴组件的位置。本发明外轴可调节，以使内轴旋转得到更好的同心度。

附图说明

图1为本发明空气悬浮轴承剖切一部分部件后的结构示意图。

图2为本发明图1去掉内轴后的结构示意图。

图3为图2的爆炸图。

图4为本发明内轴结构示意图。

图5为本发明自矫正组件的结构示意图。

图6为本发明外轴组件的结构示意图。

图7为本发明第二气孔设置的位置示意图。

图8为本发明第三气孔设置的位置示意图。

图9为本发明第四气孔设置的位置示意图。

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，使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：本发明的具体结构如下：

请参照附图1-9，本发明的一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，包括内轴1和套设于所述内轴1外的外轴5，沿所述外轴5的内圆周壁面，环阵列的分布有若干内外相通的第一气孔51，沿所述外轴5的外圆周壁面，开设有一条绕外圆周壁面的第一凹圈35，所述第一气孔51的外侧出口处于所述第一凹圈35内；

所述空气悬浮轴承还包括：

套设于所述外轴5外的轴承座3，所述轴承座3柱壁上设置有一个第二气孔31，所述第二气孔31的内口和所述第一凹圈35相通，所述轴承座3和所述外轴5组合形成外轴组件；

自矫正组件2，设置有两组，两组自矫正组件2套于所述外轴5上且分居于所述轴承座3的两端，两组自矫正组件2分别和所述外轴组件之间形成弹性抵接结构，所述自矫正组件2还设置有进气通道，两个进气通道内，通过注入不同大小气压的气体形成气压差以矫正所述自矫正组件2的位置，进而通过所述矫正组件2的推力矫正所述外轴组件的位置，所述内轴1的两端固定有限制所述自矫正组件2位置的盘体。

本实施例的一种优选技术方案：所述轴承座3为法兰结构座。

本实施例的一种优选技术方案：所述两组自矫正组件2分别和所述外轴组件之间通过弹簧4形成弹性抵接结构。

本实施例的一种优选技术方案：所述外轴组件的两端均环阵列分布有若干第一盲孔32；

所述自矫正组件2包括“凸”型结构盘22，套于所述外轴5外且凸端朝向所述轴承座3，所述“凸”型结构盘22的凸端环面环阵列分布有和所述第一盲孔32数量对应且相对的第二盲孔24，所述第一盲孔32和所述第二盲孔24之间装有所述弹簧4。

本实施例的一种优选技术方案：所述自矫正组件2还包括环形结构条21，所述环形结构条21套于所述“凸”型结构盘22的凸部外；

所述“凸”型结构盘22的凸部外侧壁设置有一圈第二凹圈23，所述环形结构条21的环体上设置有贯通内外圈的第三气孔25，所述第三气孔25的内口和所述第二凹圈23相通，所述第三气孔25和所述第二凹圈23组成所述进气通道；

所述“凸”型结构盘(22)，其背向所述环形结构条(21)的一面，环阵列分布有若干第四气孔(26)，所述第四气孔(26)一端口和所述第二凹圈(23)相通，其另一端口均朝向所述盘体。

本实施例的一种优选技术方案：所述气体包括空气、惰性气体的一种，大多采用空气作为润滑剂。

实施例2：

以下是本发明空气悬浮轴承自矫正结构的矫正原理：

如图1-8所示，以空气为注入气体为例，空气从所述第二气孔31进入第一凹圈35，再经第一气孔51进入到外轴5内壁和内轴1外壁之间的间隙，内轴1高速旋转后形成轴向悬浮，内轴1和外轴5不接触，进而使内轴1和外轴5产生的摩擦力极小。

为了使内轴1和外轴5之间能够更好的同心度，在外轴组件两侧安装自矫正组件2。自矫正组件2和所述外轴组件通过弹簧抵接。

空气从第三气孔25进入第二凹圈23后，再从第四气孔26排出，由于第四气孔26出气口朝向所述盘体，会产生一个反推力。两组自矫正组件2通过控制调节空气的注入速度，进而控制反推力的大小，反推力越大，则外轴组件向反推力小的方向运动，由此，达到自动矫正内轴1和外轴5之间的同轴目的。

两侧的弹簧4具有缓冲作用，避免外轴组件和自矫正组件2刚性接触，多个弹簧4组成的环阵列结构，和外轴5同轴且同心。

本发明的第一气孔51分布于所述外轴5的中段圆周上，其呈环阵列分布结构。

综上所述，本发明的空气悬浮轴承，是在外轴组件的两端设置有自矫正组件且外轴组件和两个自矫正组件弹性抵接。在自矫正组件上设置进气通道，通过注入不同大小气压的气体形成气压差以矫正所述自矫正组件的位置，进而通过所述矫正组件的推力矫正所述外轴组件的位置。本发明外轴可调节，以使内轴旋转得到更好的同心度。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，包括内轴(1)和套设于所述内轴(1)外的外轴(5)，其特征在于，沿所述外轴(5)的内圆周壁面，环阵列的分布有若干内外相通的第一气孔(51)，沿所述外轴(5)的外圆周壁面，开设有一条绕外圆周壁面的第一凹圈(35)，所述第一气孔(51)的外侧出口处于所述第一凹圈(35)内；

所述空气悬浮轴承还包括：

套设于所述外轴(5)外的轴承座(3)，所述轴承座(3)柱壁上设置有一个第二气孔(31)，所述第二气孔(31)的内口和所述第一凹圈(35)相通，所述轴承座(3)和所述外轴(5)组合形成外轴组件；

自矫正组件(2)，设置有两组，两组自矫正组件(2)套于所述外轴(5)上且分居于所述轴承座(3)的两端，两组自矫正组件(2)分别和所述外轴组件之间形成弹性抵接结构，所述自矫正组件(2)还设置有进气通道，两个进气通道内，通过注入不同大小气压的气体形成气压差以矫正所述自矫正组件(2)的位置，进而通过所述矫正组件(2)的推力矫正所述外轴组件的位置，所述内轴(1)的两端固定有限制所述自矫正组件(2)位置的盘体。

2.根据权利要求1所述的一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，其特征在于，所述轴承座(3)为法兰结构座。

3.根据权利要求1所述的一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，其特征在于，所述两组自矫正组件(2)分别和所述外轴组件之间通过弹簧(4)形成弹性抵接结构。

4.根据权利要求3所述的一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，其特征在于，所述外轴组件的两端均环阵列分布有若干第一盲孔(32)；

所述自矫正组件(2)包括“凸”型结构盘(22)，套于所述外轴(5)外且凸端朝向所述轴承座(3)，所述“凸”型结构盘(22)的凸端环面环阵列分布有和所述第一盲孔(32)数量对应且相对的第二盲孔(24)，所述第一盲孔(32)和所述第二盲孔(24)之间装有所述弹簧(4)。

5.根据权利要求4所述的一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，其特征在于，所述自矫正组件(2)还包括环形结构条(21)，所述环形结构条(21)套于所述“凸”型结构盘(22)的凸部外；

所述“凸”型结构盘(22)的凸部外侧壁设置有一圈第二凹圈(23)，所述环形结构条(21)的环体上设置有贯通内外圈的第三气孔(25)，所述第三气孔(25)的内口和所述第二凹圈(23)相通；

所述第三气孔(25)和所述第二凹圈(23)组成所述进气通道；

所述“凸”型结构盘(22)，其背向所述环形结构条(21)的一面，环阵列分布有若干第四气孔(26)，所述第四气孔(26)一端口和所述第二凹圈(23)相通，其另一端口均朝向所述盘体。

6.根据权利要求1所述的一种具有轴向悬浮自矫正结构的空气悬浮轴承，其特征在于，所述气体包括空气、惰性气体的一种。

Images