CN210739124U - 一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，包括底板和定位固定孔，所述底板的上方焊接有支承波箔，且支承波箔的上方焊接有连体式顶层箔片，并且底板、支承波箔和连体式顶层箔片的内部等间距开设有安装固定孔，所述底板、支承波箔和连体式顶层箔片的内部均开设有定位固定孔，且底板的上表面等间距设置有冷却凹槽，所述连体式顶层箔片的内侧壁喷涂有耐磨涂层。该具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承设置有连体式顶层箔片，将顶层箔片的末端与自身的内周圈和外周圈进行连接固定，解决了在使用过程中顶层箔片的末端因为沿轴向移动或翘曲与止推盘接触磨损的问题。

Description

一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承

技术领域

本实用新型涉及空气轴承技术领域，具体为一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承。

背景技术

箔片空气轴承是一种采用空气作为润滑介质的自作用式动压空气轴承，20世纪70年代首先在飞机的环境控制系统(ACM)中得到应用,八九十年代逐步推广到小型涡喷发动机、透平制冷机、微型燃气轮机等领域，21世纪逐渐在空气悬浮离心鼓风机、电子涡轮增压器以及氢燃料电池用压缩机等领域得到进一步的应用发展，箔片空气轴承与传统高速轴承相比，具有结构简单、转速高、摩擦功耗低、耐高低温、稳定性好和维护方便等优点，在未来的高速旋转机械领域具有广阔的应用前景；

止推箔片空气轴承是利用顶层箔片和止推盘间楔形气膜的压缩效应来产生轴向承载力的，为保证轴承稳定工作并延长轴承的使用寿命，必须降低顶层箔片和止推盘之间的磨损，在正常工作时，虽然在轴承承载区域有气膜存在，轴承顶层箔片的承载区域与止推盘没有接触，但是由于顶层箔片承载区域受到气膜压力的作用，顶层箔片的末端(也即自由端)会沿轴向发生移动或翘曲，末端会与止推盘接触，导致止推轴承顶层箔片末端和止推盘磨损，尤其在频繁启停的工况下，该磨损更为严重，这种情况严重降低了轴承的稳定性及使用寿命，目前，还没有有效的办法来解决止推轴承顶层箔片末端磨损的问题；

因此我们便提出了具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承能够很好的解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，以解决上述背景技术提出的目前市场上传统的止推轴承的顶层箔片末端容易磨损的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，即将顶层箔片的末端与自身内外周圈进行连接固定，包括底板和定位固定孔，所述底板的上方焊接有支承波箔，且支承波箔的上方焊接有连体式顶层箔片，并且底板、支承波箔和连体式顶层箔片的内部等间距开设有安装固定孔，所述连体式顶层箔片的每个箔片的末端与自身内外周圈相连接，且每个箔片末端不再具有可以沿轴向一定距离自由移动或翘曲的特性，并且每个箔片末端与自身内外周圈相连接，从而使顶层箔片为连体式结构，所述底板、支承波箔和连体式顶层箔片的内部均开设有定位固定孔，且底板的上表面等间距设置有冷却凹槽，所述连体式顶层箔片的内侧壁喷涂有耐磨涂层。

优选的，所述底板的平面度不超过0.01mm，且底板、支承波箔和连体式顶层箔片三者之间的连接方式均为点焊连接。

优选的，所述支承波箔包含波状凸起和水平连接段，且波状凸起的下方安装有水平连接段，并且波状凸起的上方与连体式顶层箔片的下表面相连接，同时水平连接段与底板的上表面焊接连接，而且支承波箔的形变量为0.01mm-0.02mm。

优选的，所述连体式顶层箔片设置有内周圈和外周圈，且连体式顶层箔片的与内周圈相连接固定，并且连体式顶层箔片的顶端与外周圈相连接固定。

优选的，所述连体式顶层箔片与支承波箔为预紧装配。

优选的，所述耐磨涂层的材质为二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层，且耐磨涂层的厚度为0.025mm-0.05mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承；

(1)设置有连体式顶层箔片，连体式顶层箔片采用激光切割及模具液压成型加工而成，采用连体式顶层箔片结构的方法，将顶层箔片的末端与自身的内周圈和外周圈进行连接固定，使连体式顶层箔片的末端不再具有可以沿轴向一定距离自由移动或翘曲的特性，解决了在使用过程中连体式顶层箔片的末端因为沿轴向移动或翘曲与止推盘接触磨损的问题，提高了轴承的使用寿命，同时由于连体式顶层箔片和支承波箔采用预紧装配方式，增大了轴承阻尼，提高了轴承的运转稳定性；

(2)安装有冷却凹槽，底板的上表面与轴承座相对位置设置有八个径向的冷却凹槽，不仅提高了轴承的冷却效果，还降低了将支承波箔和连体式顶层箔片焊接到底板上时引起底板的局部翘曲，保证轴承的精度，而且耐磨涂层的为二硫化钼层或聚四氟乙烯涂层，通过耐磨涂层的设置可减小转子启动转矩，降低磨损，提高使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型主视结构示意图；

图2为本实用新型底板主视结构示意图；

图3为本实用新型支承波箔主视结构示意图；

图4为本实用新型连体式顶层箔片主视结构示意图；

图5为本实用新型连体式顶层箔片右视结构示意图。

图中：1、底板；2、支承波箔；21、波状凸起；22、水平连接段；3、连体式顶层箔片；31、内周圈；32、外周圈；4、冷却凹槽；5、安装固定孔；6、定位固定孔；7、耐磨涂层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，包括底板1、支承波箔2、连体式顶层箔片3、冷却凹槽4、安装固定孔5、定位固定孔6和耐磨涂层7，底板1的上方焊接有支承波箔2，且支承波箔2的上方焊接有连体式顶层箔片3，并且底板1、支承波箔2和连体式顶层箔片3的内部等间距开设有安装固定孔5，连体式顶层箔片3的每个箔片的末端与自身内外周圈相连接，且每个箔片末端不再具有可以沿轴向一定距离自由移动或翘曲的特性，并且每个箔片末端与自身内外周圈相连接，从而使顶层箔片为连体式结构，底板1、支承波箔2和连体式顶层箔片3的内部均开设有定位固定孔6，且底板1的上表面等间距设置有冷却凹槽4，连体式顶层箔片3的内侧壁喷涂有耐磨涂层7；

底板1的平面度不超过0.01mm，且底板1、支承波箔2和连体式顶层箔片3三者之间的连接方式均为点焊连接，进而便于底板1、支承波箔2和连体式顶层箔片3三者稳定的进行连接；

支承波箔2包含波状凸起21和水平连接段22，且波状凸起21的下方安装有水平连接段22，并且波状凸起21的上方与连体式顶层箔片3的下表面相连接，同时水平连接段22与底板1的上表面焊接连接，而且支承波箔2的形变量为0.01mm-0.02mm，这样即使支承波箔2高度一致性不是很好也不会影响到连体式顶层箔片3和止推盘间楔形气膜的厚度分布，从而降低了对波箔一致性的要求，同时，支承波箔2在气膜作用力下会发生微小弹性变形，与连体式顶层箔片3下表面和底板1上表面发生微滑动，为轴承高速运转提供足够的阻尼，保证转子运转的稳定性；

连体式顶层箔片3设置有内周圈31和外周圈32，且连体式顶层箔片3的底端与内周圈31相连接固定，并且连体式顶层箔片3的顶端与外周圈32相连接固定，使末端不再具有可以沿轴向一定距离自由移动或翘曲的特性；

连体式顶层箔片3与支承波箔2为预紧装配，增大了轴承阻尼；

耐磨涂层7的材质为二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层，且耐磨涂层7的厚度为0.025mm-0.05mm，由此很好的降低磨损，提高使用寿命。

工作原理：在使用该具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承时，首先，将连体式顶层箔片3与支承波箔2进行预紧装配，装配完成后支承波箔2高度的变形量为0.01mm-0.02mm，然后再将底板1、连体式顶层箔片3和支承波箔2之间进行点焊接固定，接着，将底板1上的定位固定孔6进行定位，再将定位销将止推轴承固定到轴承座上，由此使得底板1的上表面与轴承座设置的八个冷却凹槽4相对应，以便于后期提高轴承的冷却效果，同时还降低将支承波箔2和连体式顶层箔片3焊接到底板1上时引起底板1的局部翘曲，保证轴承的精度，然后，再通过安装固定孔5进行安装固定；

在使用的过程中，通过连体式顶层箔片3内侧壁涂覆的材质为二硫化钼层或聚四氟乙烯涂层的耐磨涂层7，使得转子启动转矩减小，降低了磨损，提高了使用寿命，然后，轴承便开始进行使用工作了，当轴承工作时，在气膜压力作用下，连体式顶层箔片3和所有支承波箔2间均存在库伦摩擦力，轴承阻尼增大，提高了轴承的稳定性，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，包括底板(1)和定位固定孔(6)，其特征在于：所述底板(1)的上方焊接有支承波箔(2)，且支承波箔(2)的上方焊接有连体式顶层箔片(3)，并且底板(1)、支承波箔(2)和连体式顶层箔片(3)的内部等间距开设有安装固定孔(5)，所述连体式顶层箔片(3)的每个箔片的末端与自身内外周圈相连接，且每个箔片末端不再具有可以沿轴向一定距离自由移动或翘曲的特性，并且每个箔片末端与自身内外周圈相连接，从而使顶层箔片为连体式结构，所述底板(1)、支承波箔(2)和连体式顶层箔片(3)的内部均开设有定位固定孔(6)，且底板(1)的上表面等间距设置有冷却凹槽(4)，所述连体式顶层箔片(3)的内侧壁喷涂有耐磨涂层(7)。

2.根据权利要求1所述的一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，其特征在于：所述底板(1)的平面度不超过0.01mm，且底板(1)、支承波箔(2)和连体式顶层箔片(3)三者之间的连接方式均为点焊连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，其特征在于：所述支承波箔(2)包含波状凸起(21)和水平连接段(22)，且波状凸起(21)的下方安装有水平连接段(22)，并且波状凸起(21)的上方与连体式顶层箔片(3)的下表面相连接，同时水平连接段(22)与底板(1)的上表面焊接连接，而且支承波箔(2)的形变量为0.01mm-0.02mm。

4.根据权利要求1所述的一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，其特征在于：所述连体式顶层箔片(3)设置有内周圈(31)和外周圈(32)，且连体式顶层箔片(3)的底端与内周圈(31)相连接固定，并且连体式顶层箔片(3)的顶端与外周圈(32)相连接固定。

5.根据权利要求1所述的一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，其特征在于：所述连体式顶层箔片(3)与支承波箔(2)为预紧装配。

6.根据权利要求1所述的一种具有连体式顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，其特征在于：所述耐磨涂层(7)的材质为二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层，且耐磨涂层(7)的厚度为0.025mm-0.05mm。

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