CN115405620A - 动压气体止推轴承、转子组件和压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种动压气体止推轴承、转子组件和压缩机。该动压气体止推轴承包括:轴承壳体(25);顶箔(21),一端固定在轴承壳体(25)上,另一端能够相对于轴承壳体(25)活动,顶箔(21)与轴承壳体(25)之间形成波箔安装空间;第一波箔(22);第二波箔(23);第三波箔(24),第一波箔(22)、第二波箔(23)和第三波箔(24)沿着气流流动方向在波箔安装空间内依次间隔设置,第一波箔(22)和第三波箔(24)的刚度大于第二波箔(23)的刚度。根据本发明的动压气体止推轴承,能够在高速转速时在顶箔表面形成二次楔形结构,可以提高轴承在高速环境的承载能力和适变能力。
Description
技术领域
本发明涉及轴承技术领域,具体而言,涉及一种动压气体止推轴承、转子组件和压缩机。
背景技术
离心压缩机是一种高速旋转机械,常使用的轴承有滚动轴承、滑动轴承、磁悬浮轴承等。但随着离心压缩机小型化、高速化、无油化的行业发展,对轴承在高速状态下的耐高温提出更高的要求,气体悬浮轴承应运而生。
气体轴承根据润滑气膜生成机理的不同分为静压气体轴承和动压气体轴承,在动压气体轴承中,波箔型动压气体轴承是现有可查文献中研究成果最多的。
波箔型动压气体止推轴承是波箔型动压气体轴承的一种,为转子系统提供轴向刚度和阻尼。其典型的结构主要由轴承壳体、波箔片和顶层箔片等组成,其工作环境一般是空气或者制冷剂。与油润滑止推轴承的瓦块类似,波箔型动压气体止推轴承顶层箔片一般设计成扇形形状,充当瓦块作用,为了受力均匀,顶层箔片在周向方向均匀分布。顶箔下的波箔片具有特殊波纹结构,起到弹性支承作用,是止推轴承刚度和阻尼的主要来源。波箔片与顶层箔片一端固定在轴承座上,另一端自由,并且顶层箔片的前端与转子的推力盘之间存在一个收敛夹角,形成楔形区域,收敛角的大小一般也叫楔形度;而顶层箔片的后端与力盘平行,形成承载区域。当转子高速旋转时,在上述收敛夹角的作用下,通过动压效应使得气体在楔形区域快速收敛、压力升高,故在承载区能形成高压气膜对转子进行支撑。
由上述描述可知,动压气体止推轴承的工作关键是形成高压气膜,现有结构的动压气体止推轴承通过收敛夹角结构实现动压效应。对于现有的轴承结构,一旦轴承装配好后,其收敛夹角尺寸是固定的,是唯一能快速提高气体压力的结构。但机器实际工作时,运行转速不是一成不变的,尤其是采用变频电机的机器,需要经常变转速运行,转子系统所需要的承载刚度随转速变化,现有的轴承结构由于收敛夹角尺寸固定,其难以适应高转速环境,提供更高的承载力。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种动压气体止推轴承、转子组件和压缩机,能够在高速转速时在顶箔表面形成二次楔形结构,可以提高轴承在高速环境的承载能力和适变能力。
为了实现上述目的,根据本发明的一方面,提供了一种动压气体止推轴承,包括:
轴承壳体;
顶箔,一端固定在轴承壳体上,另一端能够相对于轴承壳体活动,顶箔与轴承壳体之间形成波箔安装空间;
第一波箔;
第二波箔;
第三波箔,第一波箔、第二波箔和第三波箔沿着气流流动方向在波箔安装空间内依次间隔设置,第一波箔和第三波箔的刚度大于第二波箔的刚度。
进一步地,第一波箔的刚度小于第三波箔的刚度。
进一步地,第一波箔、第二波箔和第三波箔均包括固定端和自由端,固定端固定设置在轴承壳体上,自由端能够相对于轴承壳体活动,同一波箔的自由端位于固定端的气流流动方向的下游侧。
进一步地,顶箔包括楔形区和平面区,第一波箔的部分位于楔形区,部分位于平面区,第二波箔和第三波箔位于平面区。
进一步地,平面区包括中刚度承载区,第一波箔包括沿着气流流动方向依次设置的第一直边区、变高度区和中刚度波箔承载区,第一直边区与轴承壳体固定连接,变高度区对应楔形区设置,中刚度波箔承载区对应平面区的中刚度承载区设置。
进一步地,平面区还包括低刚度悬空承载区和低刚度承载区,第二波箔包括沿着气流流动方向依次设置的第二直边区、低刚度波箔悬空区和低刚度波箔承载区,第二直边区与轴承壳体固定连接,低刚度波箔悬空区的顶部与顶箔之间形成预设间隔,低刚度波箔悬空区对应平面区的低刚度悬空承载区设置,低刚度波箔承载区对应平面区的低刚度承载区设置。
进一步地,第二波箔的拱形凸起数量为两个。
进一步地,平面区还包括高刚度承载区,第三波箔包括第三直边区和高刚度波箔承载区,第三直边区与轴承壳体固定连接,高刚度波箔承载区对应高刚度承载区设置。
进一步地,第一波箔、第二波箔和第三波箔的材料相同,第一波箔的厚度为T1,第二波箔的厚度为T2,第三波箔的厚度为T3,T2<T1<T3。
进一步地,第一波箔、第二波箔和第三波箔的材料不同,厚度相同,第二波箔的材料刚度小于第一波箔的材料刚度,第一波箔的材料刚度小于第三波箔的材料刚度。
进一步地,第三波箔的自由端端部位于顶箔的活动端端部内侧,且与活动端端部之间具有预设距离。
进一步地,第一波箔的区域面积大于第三波箔的区域面积,第三波箔的区域面积大于第二波箔的区域面积。
进一步地,轴承壳体为环形平板,顶箔为多个,并沿轴承壳体的周向依次排布,第一波箔、第二波箔和第三波箔与顶箔对应设置。
进一步地,顶箔的数量为偶数个。
根据本发明的另一方面,提供了一种转子组件,包括转轴、推力盘和动压气体止推轴承,该动压气体止推轴承为上述的动压气体止推轴承推力盘固定设置在转轴上,动压气体止推轴承对应推力盘设置,顶箔的顶面朝向推力盘。
根据本发明的另一方面,提供了一种压缩机,包括上述的动压气体止推轴承或上述的转子组件。
应用本发明的技术方案,动压气体止推轴承包括:轴承壳体;顶箔,一端固定在轴承壳体上,另一端能够相对于轴承壳体活动,顶箔与轴承壳体之间形成波箔安装空间;第一波箔;第二波箔;第三波箔,第一波箔、第二波箔和第三波箔沿着气流流动方向在波箔安装空间内依次间隔设置,第一波箔和第三波箔的刚度大于第二波箔的刚度。该动压气体止推轴承对波箔结构进行了改造,将波箔结构分成三个部分,并且使得位于中间区域的第二波箔的刚度最小,可以利用气膜压力随转速变化的特性,在转子处于中低转速时,在顶箔表面形成在进气位置处的一次楔形结构,此时第二波箔所受到的气体压力较小,不会形成明显的下凹现象,当转子在高速转动时,此时的气体压力较大,顶箔所受到的气体压力也较大,由于第二波箔的刚度小于第一波箔和第三波箔,因此第二波箔对应区域的顶箔在气体压力作用下,下凹深度较大,能够在第二波箔区域形成二次楔形结构,从而使得气膜进行第二次动压效应,可以有效提升气膜压力,为转子提供更高的承载力,由于第二波箔的下凹深度能够随转速变化而变化,因此所形成的楔形角度也能够随转速变化而变化,从而能够为不同转速的转子提供合适的气膜压力,减少转子在转速变化时由于动压气膜波动引起的振动,提高轴承在高速环境的承载能力和适变能力。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了本发明的实施例的转子组件的立体剖视结构示意图;
图2示出了本发明的实施例的转子组件的结构示意图;
图3示出了图1的A-A向剖视结构示意图;
图4示出了图3的A处的放大结构示意图;
图5示出了图4的B处的放大结构示意图;
图6示出了图4的C处的放大结构示意图;
图7示出了图4的D处的放大结构示意图;
图8示出了本发明的实施例的动压气体止推轴承的顶箔的结构示意图;
图9示出了本发明的实施例的动压气体止推轴承的顶箔的立体结构示意图;
图10示出了本发明的实施例的动压气体止推轴承的波箔的结构示意图;以及
图11示出了本发明的实施例的动压气体止推轴承的波箔的立体结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
11、转轴;12、推力盘;2、动压气体止推轴承;21、顶箔;211、楔形区;212、中刚度承载区;213、低刚度悬空承载区;214、低刚度承载区;215、高刚度承载区;22、第一波箔;221、第一直边区;222、变高度区;223、中刚度波箔承载区;23、第二波箔;231、第二直边区;232、低刚度波箔悬空区;233、低刚度波箔承载区;24、第三波箔;241、第三直边区;242、高刚度波箔承载区;25、轴承壳体。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
结合参见图1至图11所示,根据本发明的实施例,动压气体止推轴承包括:轴承壳体25;顶箔21,一端固定在轴承壳体25上,另一端能够相对于轴承壳体25活动,顶箔21与轴承壳体25之间形成波箔安装空间;第一波箔22;第二波箔23;第三波箔24,第一波箔22、第二波箔23和第三波箔24沿着气流流动方向在波箔安装空间内依次间隔设置,第一波箔22和第三波箔24的刚度大于第二波箔23的刚度。
该动压气体止推轴承对波箔结构进行了改造,将波箔结构分成三个部分,并且使得位于中间区域的第二波箔23的刚度最小,可以利用气膜压力随转速变化的特性,在转子处于中低转速时,在顶箔21表面形成在进气位置处的一次楔形结构,此时第二波箔23所受到的气体压力较小,不会形成明显的下凹现象,当转子在高速转动时,此时的气体压力较大,顶箔21所受到的气体压力也较大,由于第二波箔23的刚度小于第一波箔22和第三波箔24,因此第二波箔23对应区域的顶箔21在气体压力作用下,下凹深度较大,能够在第二波箔23区域形成二次楔形结构,从而使得气膜进行第二次动压效应,可以有效提升气膜压力,为转子提供更高的承载力,由于第二波箔23的下凹深度能够随转速变化而变化,因此所形成的楔形角度也能够随转速变化而变化,从而能够为不同转速的转子提供合适的气膜压力,减少转子在转速变化时由于动压气膜波动引起的振动,提高轴承在高速环境的承载能力和适变能力。
在一个实施例中,第一波箔22的刚度小于第三波箔24的刚度。在本实施例中,位于中间位置的第二波箔23的刚度最小,位于气体进入侧的第一波箔22的刚度次之,位于气体流出侧的第三波箔24的刚度最大,此种结构可以利用第一波箔22形成一次楔形结构,在气流到达第二波箔23处时,由于第二波箔23的刚度较低,会形成下凹区域,气流会在下凹区域汇集,然后沿着第二波箔23下凹所形成的二次楔形结构利用动压效应再次形成气膜,在相同的气体压力下,第一波箔22对应的顶箔21所形成的气膜厚度小于第二波箔23对应的顶箔21所形成的气膜厚度,大于第三波箔24对应的顶箔所形成的气膜厚度,因此在气流流动过程中,气膜厚度从总体上呈现由小变大,再变得更小的形态,这种形态更加有助于在转子高速旋转时,在顶箔表面形成二次楔形结构,使得气膜更加容易进行第二次动压效应,且形成的气膜压力更大,更加有利于提升气膜压力,能够更加有效地提高动压气体止推轴承的承载力。
在一个实施例中,第一波箔22、第二波箔23和第三波箔24均包括固定端和自由端,固定端固定设置在轴承壳体25上,自由端能够相对于轴承壳体25活动,同一波箔的自由端位于固定端的气流流动方向的下游侧。
在本实施例中,第一波箔22包括自由端和固定端,第二波箔23包括自由端和固定端,第三波箔24包括自由端和固定端,其中第二波箔23的固定端与第一波箔22的自由端相邻,第三波箔24的固定端与第二波箔23的自由端相邻,第一波箔22的固定端位于气流入口,第三波箔24的自由端位于气流出口,从而使得气流的流动与各个波箔的结构设置相匹配,使得各个波箔均能够起到良好的动压支撑效果,更加有利于形成气膜。
各个波箔的固定端固定连接在轴承壳体25上,自由端能够相对于轴承壳体25伸展,从而使得各个波箔均能够在气体的动压作用下对顶箔21形成适应性支撑,根据气体动压调节顶箔21顶部的气膜厚度。
在一个实施例中,顶箔21包括楔形区211和平面区,第一波箔22的部分位于楔形区211,部分位于平面区,第二波箔23和第三波箔24位于平面区。在本实施例中,顶箔21的楔形区211用于与推力盘12配合形成收敛角θ1,在转子工作时,转子在电机定子电磁场作用下做高速旋转运动,当转子转速达到设计转速时,在收敛角θ1作用下,能够通过动压形成气膜,支撑转子运转。
在一个实施例中,平面区包括中刚度承载区212,第一波箔22包括沿着气流流动方向依次设置的第一直边区221、变高度区222和中刚度波箔承载区223,第一直边区221与轴承壳体25固定连接,变高度区222对应楔形区211设置,中刚度波箔承载区223对应平面区的中刚度承载区212设置。
在一个实施例中,平面区还包括低刚度悬空承载区213和低刚度承载区214,第二波箔23包括沿着气流流动方向依次设置的第二直边区231、低刚度波箔悬空区232和低刚度波箔承载区233,第二直边区231与轴承壳体25固定连接,低刚度波箔悬空区232的顶部与顶箔21之间形成预设间隔,低刚度波箔悬空区232对应平面区的低刚度悬空承载区213设置,低刚度波箔承载区233对应平面区的低刚度承载区214设置。
在一个实施例中,平面区还包括高刚度承载区215,第三波箔24包括第三直边区241和高刚度波箔承载区242,第三直边区241与轴承壳体25固定连接,高刚度波箔承载区242对应高刚度承载区215设置。
在一个实施例中,轴承壳体25为环形平板,顶箔21为多个,并沿轴承壳体25的周向依次排布,第一波箔22、第二波箔23和第三波箔24与顶箔21对应设置。
在一个实施例中,第一波箔22、第二波箔23和第三波箔24的材料相同,第一波箔22的厚度为T1,第二波箔23的厚度为T2,第三波箔24的厚度为T3,T2<T1<T3。
在一个实施例中,第一波箔22、第二波箔23和第三波箔24的材料不同,厚度相同,第二波箔23的材料刚度小于第一波箔22的材料刚度,第一波箔22的材料刚度小于第三波箔24的材料刚度。
结合参见图8至图11所示,根据承载区域不同,本发明实施例的单片顶箔21细分为楔形区域、中刚度承载区212、低刚度悬空承载区213、低刚度承载区214、高刚度承载区215等5个区域。同样根据承载区域不同,本发明实施例的的波箔结构分中刚度的第一波箔22、低刚度的第二波箔23和高刚度的第三波箔24三种类型,其中,第一波箔22分成第一直边区221、变高度区222、中刚度波箔承载区223三个部分。
顶箔21的楔形区211为斜平面,并与推力盘12形成收敛角θ1,从而快速形成高压气膜。如图5所示,与顶箔21的楔形区211对应的结构是第一波箔22的变高度区222,两者尺寸相互匹配,变高度区222为顶箔21的楔形区211提供支撑,避免顶箔21的楔形区211自身发生变形。
顶箔21的中刚度承载区212为直平面,与推力盘12形成中刚度的承载区,工作时,在收敛角θ1形成的高压气膜进入该承载区,对推力盘12进行支撑。与顶箔21的中刚度承载区212对应的结构是中刚度波箔承载区223,两者尺寸相互匹配,中刚度波箔承载区223为顶箔21的中刚度承载区212提供支撑,使得顶箔21的中刚度承载区212在高压气膜的作用下发生中等幅度的变形。
如图6所示,顶箔21的低刚度悬空承载区213和顶箔的低刚度承载区214均为直平面,与推力盘12形成低刚度的承载区。工作时,来自顶箔21的中刚度承载区212处的高压气膜进入该承载区,对推力盘12进行支撑。与顶箔21的低刚度悬空承载区213对应的结构是低刚度波箔悬空区232,两者尺寸有差异,表现为低刚度波箔悬空区232的高度小于顶箔21的低刚度悬空承载区213的高度,两者之间有变形空间,使得顶箔21的低刚度悬空承载区213在高压气膜作用下发生最大幅度的变形。与顶箔21的低刚度承载区214对应的结构是低刚度波箔承载区233,两者尺寸相互匹配,低刚度波箔承载区233为顶箔21的低刚度承载区214提供支撑,使得顶箔21的低刚度承载区214在高压气膜作用发生较大幅度变形。
如图7所示,顶箔21的高刚度承载区215为直平面,与推力盘12形成高刚度的承载区,工作时,来自顶箔21的低刚度悬空承载区213、低刚度承载区214处的高压气膜进入该承载区,对推力盘12进行支撑。与顶箔21的高刚度承载区215对应的结构是高刚度波箔承载区242,两者尺寸相互匹配,高刚度波箔承载区242为顶箔21的高刚度承载区215提供支撑,使得顶箔21的高刚度承载区215只发生小幅变形。
如图5所示,中刚度波箔承载区223的波形高度是H1、零件厚度是T1;如图6所示,低刚度波箔悬空区232的波形高度是H2、零件厚度是T2;低刚度波箔承载区233的波形高度是H3、零件厚度是T2;如图7所示,高刚度波箔承载区242的波形高度是H4、零件厚度是T3。对于波箔型动压气体止推轴承而言,波形的高度越小、材料厚度越大,波箔的刚度越大;反之,波箔的高度越大、材料厚度越小,波箔的刚度越小。
在本申请的实施例中,三种波箔的结构尺寸关系如下:T2<T1<T3,H3=H1=H4>H2,这种厚度尺寸设计方案的好处在于:主要通过增加材料厚度把波箔结构设计成三种刚度依次提升的第二波箔23、第一波箔22、第三波箔24,如图10所示,并沿着推力盘旋转方向,分布依次为第一波箔22、第二波箔23、和第三波箔24,其中第二波箔23主要用于产生二次楔形效应,所以整体看,高压气膜流动方向是第一波箔22指向第三波箔24,由于第一波箔22的结构刚度比第三波箔24小,所以在相同的气膜压力下,第一波箔22变形量比第三波箔24大,进一步提高了楔形度,提升动压效应、增加轴承承载能力。而第二波箔23的零件厚度最小,所以在相同的气膜压力下,第二波箔23变形量最大,使得与之对应的顶箔21的低刚度承载区214“下凹”,而第三波箔24由于刚度最大,变形很小,与之对应的顶箔21的高刚度承载区215“下凹”幅度也很小,所以沿着旋转方向,由于顶箔21的低刚度承载区214的“下凹”,产生二次楔形效应进一步提高气膜的动压效应,增强轴承承载能力,而且转速越高,气膜压力越大,顶箔21的低刚度承载区214“下凹”幅度也越大,二次楔形效应越强,轴承输出的承载能力也越大,故本发明实施例的二次楔形效应能适应转速变化而变化,为不同转速的转子系统提供合适的气膜压力,减少转子在转速变化时由于动压气膜波动引气的振动。此外,与波箔刚度相匹配的还有相邻波箔之间的周向距离。
在本发明实施例中,定义第二波箔23对应的顶箔21的平面区“下凹”产生的效果为区域二次楔形效应。
如图5所示,沿着气流流动方向,第一波箔22的中刚度波箔承载区223的自由端距离第二波箔23的第二直边区231的固定端的周向安全距离为L1;如图6所示,沿着气流流动方向,低刚度波箔承载区233的自由端距离第三直边区241的固定端的周向安全距离为L2,由于第二波箔23的结构刚度小于第一波箔22的结构刚度,因此在相同气膜压力下,第二波箔23变形量更大,第二波箔23沿着自由端周向延伸量更大,因此需要限定L1<L2,其具体取值是根据轴承受到的最大负载力确定,应保证周向安全距离大于波箔被压缩后的周向延伸量。
在一个实施例中,第三波箔24的自由端端部位于顶箔21的活动端端部内侧,且与活动端端部之间具有预设距离。
如图7所示,沿着气流流动方向,本发明实施例的动压气体止推轴承设置了顶箔21的高刚度承载区215的自由端比高刚度波箔承载区242的自由端长出L3,这是考虑到在高速情况下,由于第二波箔23被气膜压缩,引起顶箔21的低刚度承载区214和顶箔21的低刚度悬空承载区213“下凹”,而顶箔21为整体式,将导致顶箔21的高刚度承载区215在自由端处“上翘”,影响气体流动和距离最小气膜厚度,所以顶箔21相比于高刚度波箔承载区242的自由端长出L3,使得顶箔21的高刚度承载区215在自由端尾部为悬空状态,由于没有波箔支撑,其在气膜压力下容易发生“下凹”,弥补了本身的“上翘”影响。
高度尺寸H3=H1=H4>H2的设计好处在于,通过H3=H1=H4保证了顶箔21的中刚度承载区212、顶箔21的低刚度承载区214、顶箔21的高刚度承载区215的初始高度是相同的,故与推力盘12形成的承载区面积为三者相加,特别是在低速情况时,由于转速不高,气膜压力也不大,所以上述三种顶箔高度变形量相近,此时承载面积为三者相加,通过增加承载面积来弥补增加轴承在低速时由于气膜压力不高情况下的承载能力。另外,H2<H3,使得顶箔21的低刚度悬空承载区213初始状态为悬空,故当转速提升后,气膜压力也逐渐增加,在高压气膜作用下,顶箔21的低刚度悬空承载区213将最早发生“下凹”变形,此时沿着旋转方向,顶箔21的低刚度悬空承载区213与顶箔21的低刚度承载区214形成了局部的二次楔形结构,可以进一步提高进入到顶箔21的高刚度承载区215的气膜压力,从而增加了轴承承载力。
在一个实施例中,第二波箔23的拱形凸起数量为两个。
在本实施例中,第二波箔23的拱形凸起的数量设置为两个,可以使得第二波箔23所形成的下凹区域的深度可控,能够避免下凹深度过大导致无法形成有效的动压效应,而且更加方便形成二次楔形结构。
在一个实施例中,第一波箔22的区域面积大于第三波箔24的区域面积,第三波箔24的区域面积大于第二波箔23的区域面积。
在一个实施例中,为了受力均匀,顶箔21的数量为偶数个,并且沿周向均匀分布。在本实施例中,顶箔21的数量为四个。
根据本发明的实施例,转子组件包括转轴11、推力盘12和动压气体止推轴承2,动压气体止推轴承2为权利要求1至14中任一项的动压气体止推轴承推力盘12固定设置在转轴11上,动压气体止推轴承2对应推力盘12设置,顶箔21的顶面朝向推力盘12。
在本专利中,推力盘12与动压气体止推轴承的顶箔21相互形成配合面,推力盘12与顶箔21的楔形区211形成图5所示的收敛角θ1。工作时,转子1在电机定子电磁场作用下做高速旋转运动,当达到设计转速时,在收敛角θ1的作用下通过动压效应形成气膜,支撑转子运转。
根据本发明的实施例,压缩机包括上述的动压气体止推轴承或上述的转子组件。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种动压气体止推轴承,其特征在于,包括:
轴承壳体(25);
顶箔(21),一端固定在所述轴承壳体(25)上,另一端能够相对于所述轴承壳体(25)活动,所述顶箔(21)与所述轴承壳体(25)之间形成波箔安装空间;
第一波箔(22);
第二波箔(23);
第三波箔(24),所述第一波箔(22)、所述第二波箔(23)和所述第三波箔(24)沿着气流流动方向在所述波箔安装空间内依次间隔设置,所述第一波箔(22)和所述第三波箔(24)的刚度大于所述第二波箔(23)的刚度。
2.根据权利要求1所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述第一波箔(22)的刚度小于所述第三波箔(24)的刚度。
3.根据权利要求1所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述第一波箔(22)、所述第二波箔(23)和所述第三波箔(24)均包括固定端和自由端,所述固定端固定设置在所述轴承壳体(25)上,所述自由端能够相对于所述轴承壳体(25)活动,同一波箔的所述自由端位于所述固定端的气流流动方向的下游侧。
4.根据权利要求2所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述顶箔(21)包括楔形区(211)和平面区,所述第一波箔(22)的部分位于所述楔形区(211),部分位于所述平面区,所述第二波箔(23)和所述第三波箔(24)位于所述平面区。
5.根据权利要求4所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述平面区包括中刚度承载区(212),所述第一波箔(22)包括沿着气流流动方向依次设置的第一直边区(221)、变高度区(222)和中刚度波箔承载区(223),所述第一直边区(221)与所述轴承壳体(25)固定连接,所述变高度区(222)对应所述楔形区(211)设置,所述中刚度波箔承载区(223)对应所述平面区的中刚度承载区(212)设置。
6.根据权利要求5所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述平面区还包括低刚度悬空承载区(213)和低刚度承载区(214),所述第二波箔(23)包括沿着气流流动方向依次设置的第二直边区(231)、低刚度波箔悬空区(232)和低刚度波箔承载区(233),所述第二直边区(231)与所述轴承壳体(25)固定连接,所述低刚度波箔悬空区(232)的顶部与所述顶箔(21)之间形成预设间隔,所述低刚度波箔悬空区(232)对应所述平面区的低刚度悬空承载区(213)设置,所述低刚度波箔承载区(233)对应所述平面区的低刚度承载区(214)设置。
7.根据权利要求6所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述第二波箔(23)的拱形凸起数量为两个。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述平面区还包括高刚度承载区(215),所述第三波箔(24)包括第三直边区(241)和高刚度波箔承载区(242),所述第三直边区(241)与所述轴承壳体(25)固定连接,所述高刚度波箔承载区(242)对应所述高刚度承载区(215)设置。
9.根据权利要求2所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述第一波箔(22)、所述第二波箔(23)和所述第三波箔(24)的材料相同,所述第一波箔(22)的厚度为T1,所述第二波箔(23)的厚度为T2,所述第三波箔(24)的厚度为T3,T2<T1<T3。
10.根据权利要求2所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述第一波箔(22)、所述第二波箔(23)和所述第三波箔(24)的材料不同,厚度相同,所述第二波箔(23)的材料刚度小于所述第一波箔(22)的材料刚度,所述第一波箔(22)的材料刚度小于所述第三波箔(24)的材料刚度。
11.根据权利要求3所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述第三波箔(24)的自由端端部位于所述顶箔(21)的活动端端部内侧,且与所述活动端端部之间具有预设距离。
12.根据权利要求2所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述第一波箔(22)的区域面积大于所述第三波箔(24)的区域面积,所述第三波箔(24)的区域面积大于所述第二波箔(23)的区域面积。
13.根据权利要求1所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述轴承壳体(25)为环形平板,所述顶箔(21)为多个,并沿所述轴承壳体(25)的周向依次排布,所述第一波箔(22)、所述第二波箔(23)和所述第三波箔(24)与所述顶箔(21)对应设置。
14.根据权利要求13所述的动压气体止推轴承,其特征在于,所述顶箔(21)的数量为偶数个。
15.一种转子组件,包括转轴(11)、推力盘(12)和动压气体止推轴承(2),其特征在于,所述动压气体止推轴承(2)为权利要求1至14中任一项所述的动压气体止推轴承所述推力盘(12)固定设置在所述转轴(11)上,所述动压气体止推轴承(2)对应所述推力盘(12)设置,所述顶箔(21)的顶面朝向所述推力盘(12)。
16.一种压缩机,其特征在于,包括权利要求1至14中任一项所述的动压气体止推轴承或权利要求15所述的转子组件。
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