CN206397931U - 动压气体止推箔片轴承 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动压气体止推箔片轴承，包括轴承座、连接在轴承座上的衬底、连接在衬底上的波箔片和设置在波箔片上的平箔片，所述波箔片的波形为正弦波形。本实用新型的波箔片的波形为正弦波形，在设计波箔片时，只需考虑波宽和波高，使得波箔片的设计更加简便，同时使波箔片的弹性性能满足轴承的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型动压气体止推轴承，特别涉及使用弹性表面作为止推工作面的新型动压气体止推轴承。
背景技术
空气动压箔片轴承最早应用在航空航天领域等军工领域，特别是美国的波箔型箔片轴承，广泛用于波音等民用飞机以及幻影等战斗机的机载透平机、汽车涡轮增压器等，韩国也把空气动压箔片轴承应用于高速离心式鼓风机上，开发了多种离心式鼓风机及压缩机等。但到目前为止，空气动压箔片轴承理论研究并不完善，更没有通用性的设计准则，难以像机械轴承一样进行标准化、系列化，每一种轴承结构及设计参数都需要单独进行研究开发、试验验证，其制作工艺复杂，开发投入巨大，工艺水平要求高。因而近年来一些国家都在致力于开发各自特色的箔片轴承，期望能成功应用于各类高速透平机械。目前在高速透平机械领域应用的箔片式止推动压气体轴承中，仍以美国的波箔型结构应用最为广泛。这种波箔型轴承由一组构成轴承表面的扇形平箔片及具有许多弹性箔的波箔片、衬底片组成。这种结构有其优点，但是其缺点也比较明显：衬底片材料选用的较薄(小于0.2mm)，波箔片与平箔片均采用电阻点焊工艺焊接在衬底上，容易导致止推轴承整体变形，影响轴承性能；同时，焊点也容易在受到较大摩擦力时脱落；再者，采用如图6的波箔片的波形为圆弧段加平直段结构，设计参数包括波拱宽度11、波拱高度10和波拱间距12，制造成型难度大。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种动压气体止推箔片轴承，包括轴承座、连接在轴承座上的衬底、连接在衬底上的波箔片和设置在波箔片上的平箔片，所述波箔片的波形为正弦波形。
优选的是，所述平箔片包括作为轴承工作面的平直段、与平直段设置有预设高度差的焊接安装段以及连接平直段与焊接安装段的占空段，所述焊接安装焊接在衬底上，所述平直段设置在波箔片上。
优选的是，所述焊接安装段上设置有增加焊接安装段上可供焊接处的开孔。
优选的是，所述衬底为金属钢材衬底，其厚度为0.3mm-10mm。
优选的是，所述衬底为1件，所述波箔片为3-8件，所述平箔片与波箔片的数量相同。
优选的是，所述波箔片为扇形波箔片，所述扇形波箔片为铍青铜波箔片、65锰钢波箔片和GH145/GH4145高温弹性合金波箔片中的一种。
优选的是，所述平箔片为铍青铜平箔片、65锰钢平箔片和GH145/GH4145高温弹性合金平箔片中的一种。
优选的是，所述波箔片设置有多条沿波箔片周向的切口，所述波箔片与衬底焊接。
本实用新型至少包括以下有益效果：
(1)本实用新型的波箔片周向截面为正弦波形，在设计波箔片时，只需考虑波宽和波高，使得波箔片的设计更加简便，同时使波箔片的弹性性能满足轴承的需要。
(2)平箔片由焊接安装段、占空段和平直段构成，焊接安装段保证了平箔片稳定的固定在衬底上，而且焊接安装段与平直段存在一定的高度差，用于将波箔片设置在这个范围内，保证轴承工作面的弹性，以满足止推轴承工作的要求。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
图1为本实用新型的动压气体止推箔片轴承的结构示意图；
图2为本实用新型的动压气体止推箔片轴承的平箔片结构示意图；
图3为本实用新型的动压气体止推箔片轴承的平箔片的截面图；
图4为本实用新型的动压气体止推箔片轴承的波箔片的波形图；
图5为本实用新型的动压气体止推箔片轴承的波箔片结构示意图；
图6为传统波箔片波拱的波形图；
图中，1轴承座，2平箔片，3波箔片，4波纹高度，5波纹宽度，6衬底，7波箔片焊接处，8平箔片焊接处，9切口，10波拱高度，11波拱宽度，12波拱间距，21焊接安装段，22占空段，23平直段，24开孔。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图1示出了本实用新型的一种动压气体止推箔片轴承，包括轴承座1、连接在轴承座上的衬底6、连接在衬底上的波箔片3和设置在波箔片上的平箔片2，所述波箔片的波形为正弦波形。轴承座上的衬底作为波箔片和平箔片的支撑和固定面，平箔片作为轴承工作的平面，而波箔片将轴承工作面上传递的压力减小，而波箔片的波形通常为圆弧段加平直段结构，使得设计时的参数为波拱高度10、波拱间距12和波拱宽度11，通过改变这三个参数来设计波箔片，显得十分复杂；而本实用新型的波箔片的周向截面为正弦波形，该正弦波形的参数表达式为：Y＝A*sin(k*t)，k由波纹宽度5决定，A由波箔片的波纹高度4决定，从而使得波纹宽度和波纹高度决定正弦波形，最终只需通过波纹宽度和波纹高度两个参数来设计波箔片，使得波箔片的设计更加简单，并且达到波箔片的减压作用。
在另一种实例中，所述平箔片2包括作为轴承工作面的平直段23、与平直段设置有预设高度差的焊接安装段21以及连接平直段与焊接安装段的占空段22，所述焊接安装焊接在衬底6上，所述平直段设置在波箔片上3。焊接安装段将平箔片固定在衬底上，使得平箔片稳定的固定在衬底上，而作为轴承工作面的平直段与焊接安装段之间存在的高度差，这个高度差使得波箔片放在平直段和衬底之间，由于平箔片的这种结构使得平箔片的承载能力更高，提高了本实用新型轴承的应用范围更广。
在另一种实例中，所述焊接安装段21上设置有增加焊接安装段上可供焊接处的开孔24。该开孔为矩形孔，增加了焊接安装段的焊接处，使得平箔片焊接处8一共为5处，并且采用激光焊接的方式使得平箔片稳定的固定在衬底上。
在另一种实例中，所述衬底6为金属钢材衬底，其厚度为0.3mm-10mm。采用0.3mm-10mm厚的金属钢材作为衬底，保证了衬底具有足够的刚性和表面平整度，并且在衬底上均匀的设置有多个螺钉孔，方便轴承与其他零件的连接。
在另一种实例中，所述衬底6为1件，所述波箔片3为3-8件，所述平箔片2与波箔片的数量相同。一件衬底刚好固定在轴承面上，而波箔片与平箔片的数量一一对应，起到承载和减压的作用，根据轴承的大小，采用多片波箔片和平箔片方便将其固定在轴承上。
在另一种实例中，所述波箔片3为扇形波箔片，所述扇形波箔片为铍青铜波箔片、65锰钢波箔片和GH145/GH4145高温弹性合金波箔片中的一种。采用这些弹性金属波箔片有利于在止推轴承工作时使弹性金属波箔片变形后减压作用。
在另一种实例中，所述平箔片2为铍青铜平箔片、65锰钢平箔片和GH145/GH4145高温弹性合金平箔片中的一种。采用这些弹性金属平箔片有利于在止推轴承工作时使弹性金属平箔片变形的承载作用。
在另一种实例中，所述波箔片设置有多条沿波箔片周向的切口9，所述波箔片与衬底焊接。波箔片上的切口为发生形变的波箔片提供空间，有力波箔片的减压作用，而波箔片与衬底通过激光焊接的方式焊接，波箔片焊接处7位于波箔片的正弦波形与衬底的接触处，一方面起到固定的作用，另一方面使波箔片的减压作用发挥到最大，由于改接触处为正弦波的顶点或底点。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种动压气体止推箔片轴承，包括轴承座、连接在轴承座上的衬底、连接在衬底上的波箔片和设置在波箔片上的平箔片，其特征在于，所述波箔片的波形为正弦波形。
2.如权利要求1所述的动压气体止推箔片轴承，其特征在于，所述平箔片包括作为轴承工作面的平直段、与平直段设置有预设高度差的焊接安装段以及连接平直段与焊接安装段的占空段，所述焊接安装焊接在衬底上，所述平直段设置在波箔片上。
3.如权利要求2所述的动压气体止推箔片轴承，其特征在于，所述焊接安装段上设置有增加焊接安装段上可供焊接处的开孔。
4.如权利要求1所述的动压气体止推箔片轴承，其特征在于，所述衬底为金属钢材衬底，其厚度为0.3mm-10mm。
5.如权利要求1所述的动压气体止推箔片轴承，其特征在于，所述衬底为1件，所述波箔片为3-8件，所述平箔片与波箔片的数量相同。
6.如权利要求1所述的动压气体止推箔片轴承，其特征在于，所述波箔片为扇形波箔片，所述扇形波箔片为铍青铜波箔片、65锰钢波箔片和GH145/GH4145高温弹性合金波箔片中的一种。
7.如权利要求1所述的动压气体止推箔片轴承，其特征在于，所述平箔片为铍青铜平箔片、65锰钢平箔片和GH145/GH4145高温弹性合金平箔片中的一种。
8.如权利要求2所述的动压气体止推箔片轴承，其特征在于，所述波箔片设置有多条沿波箔片周向的切口，所述波箔片与衬底焊接。
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