CN211924733U - 一种空气轴承及涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种空气轴承及涡轮增压器。本实用新型的空气轴承及涡轮增压器包括：内轴承套、隔音层、弹性组件、外轴承套和多个端盖。内轴承套、隔音层、弹性组件和外轴承套同轴设置，弹性组件位于隔音层和外轴承套之间，外轴承套位于空气轴承的最外侧。在内轴承套和外轴承套之间形成了环形开口，多个端盖分别位于环形开口上。当外部压缩的气体通过外轴承套上的进气口进入到轴承间隙，在间隙中形成一层具有一定承载和刚度的润滑气膜，依靠该气膜的润滑支承作用将轴浮起在轴承中。在形成气膜的过程中，气体会对内轴承套挤压，弹性组件可缓冲之间的冲击力，防止内外轴承套之间的磨损，延长其空气轴承的使用寿命。

Description

一种空气轴承及涡轮增压器

技术领域

本实用新型实施例涉及轴承领域，尤其涉及一种空气轴承及涡轮增压器。

背景技术

空气轴承又称为气浮轴承，指的是用气体(通常是空气，但也有可能是其他气体)作为润滑剂的滑动轴承。空气轴承比油沾滞性小，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。由于没有机械接触，从而保证精确度始终保持稳定，磨损程度降至最低。在空气轴承运动的过程中，空气轴承中的转子需要以极高的表面速率运行，摩擦对空气轴承转动的妨碍十分小，因此使得动力伤亡和热量产生也十分小，并且，允许较高的速率，空气轴承阻力较低，并能同时维持较低的振动水平，空气轴承的转速可达300000转/分钟。在能保证高精度地转动，主轴、空气轴承加工工艺精确度达到能够完全实现转速12万转/分以上，空气电主轴试图把主轴在空气中悬浮起来。

在空气轴承运转的过程中，会产生高转速的运行，一旦空气轴承停下来后，空气轴承的内圈和外圈接触，在没有减震的作用下，内圈的强大冲击力会对外圈造成磨损，从而降低空气轴承的使用寿命。所以增加空气轴承的承载能力以及减缓空气轴承之间的冲击振动的能力是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种空气轴承及涡轮增压器，增加了弹性组件，使空气轴承从运动的过程中到停滞状态时，减缓内轴承座对外轴承座的冲击力。

本实用新型实施例提供一种空气轴承，包括：内轴承套、隔音层、弹性组件、外轴承套和多个端盖；

所述内轴承套、所述隔音层、所述弹性组件和所述外轴承套同轴设置，所述外轴承套位于所述内轴承套的外周，所述隔音层粘粘在所述内轴承套的外壁上，所述弹性组件位于所述隔音层和所述外轴承套之间，所述弹性组件固定在所述外轴承套的内壁上，所述弹性组件用以缓和所述外轴承套对所述隔音层的冲击；

所述外轴承套和所述内轴承套之间间隔设置并形成环形开口，所述多个端盖盖合于所述环形开口。

在一种可行的方案中，该空气轴承中所述隔音层的材质为聚酯纤维。

在一种可行的方案中，该空气轴承中所述弹性组件包括：多个第一弹性件、多个第二弹性件和多个固定螺栓；

所述多个第一弹性件位于所述外轴承套的一端，所述多个第二弹性件位于所述外轴承套的另一端，所述多个第一弹性件和所述多个第二弹性件均圆周分布在所述外轴承套的内侧，且所述多个第一弹性件和所述多个第二弹性件上均设有固定孔，所述外轴承套上设有多个沉头孔；

所述多个固定螺栓用以将所述多个第一弹性件和所述多个第二弹性件固定在所述外轴承套上。

在一种可行的方案中，该空气轴承中所述弹性件的截面为弯折状，且所述弹性件为弧形；

所述弹性件包括：弹性部和固定部；

所述弹性部和所述固定部均为弧状，且所述固定部和所述弹性部间存在夹角，所述固定孔设置在所述固定部上。

在一种可行的方案中，该空气轴承中所述弹性部和所述固定部之间的夹角为锐角。

在一种可行的方案中，该空气轴承中所述内轴承上设有多个出气孔，所述外轴承上设有多个进气孔。

在一种可行的方案中，该空气轴承中所述进气孔的横截面积要大于所述出气孔的横截面积。

在一种可行的方案中，一种涡轮增压器包括：涡轮壳、涡轮、叶轮壳、叶轮、空气轴承、连轴、气泵和中间壳体；

所述空气轴承为如上中任意一项的所述空气轴承，所述空气轴承用以将所述叶轮固定在所述连轴上；

所述气泵位于所述空气轴承的一侧，所述气泵用以向所述空气轴承提供气体；

所述涡轮位于所述涡轮壳内，所述叶轮位于所述叶轮壳内，所述连轴位于所述中间壳体内，所述连轴的一端连接所述叶轮，所述连轴的另一端连接所述涡轮，所述中间壳体用于连接所述涡轮壳和所述叶轮壳。

基于上述方案可知，本实用新型的空气轴承及涡轮增压器，其中空气轴承包括：内轴承套、隔音层、弹性组件、外轴承套和多个端盖。内轴承套、隔音层、弹性组件和外轴承套为同轴设置。内轴承套位于空气轴承最内端，在内轴承套的外壁上粘粘有隔音层，弹性组件位于隔音层和外轴承套之间，外轴承套位于整个空气轴承的最外端，并将弹性组件包裹起来。在内轴承套和外轴承套之间会形成一个环形的空间，所以在外轴承套的两端，外轴承套和内轴承套形成一个环形的通孔，两个端盖分别从外轴承套的左右两端将环形开口盖合。本实用新型的空气轴承及涡轮增压器，当空气轴承在高速运转时，会产生噪音，因此在内轴承套的外壁上粘粘隔音层，可有效的减少噪音的发生。弹性组件位于外轴承套和隔音层之间，弹性组件具有减震的作用。当从外部通入压缩气体后，空气轴承开始运转，由于外部气体压缩进入空气轴承内部，从而使空气轴承和轴之间形成一股气膜，在轴高速运转时，由于气膜的产生，气膜会对内轴承套施以一定的压力，使内轴承套往外轴承套方向扩展，弹性组件可以减缓内轴承套对外轴承套的挤压。因为有了弹性组件，可以隔音层和外轴承套之间的冲击力，将空气轴承之间的磨损降到最低，并延长其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一中的空气轴承的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中的空气轴承的内部示意图；

图3为本实用新型实施例一中的空气轴承的剖视图；

图4为本实用新型实施例一中的涡轮增压器整体结构示意图。

图中标号：

1、内轴承套；11、出气孔；2、隔音层；3、弹性组件；31、第一弹性件； 311、弹性部；312、固定部；32、第二弹性件；33、固定螺栓；4、外轴承套； 41、进气孔；5、端盖；7、涡轮增压器；71、涡轮壳；72、涡轮；73、叶轮壳；74、叶轮；75、空气轴承；76、连轴；77、气泵；78、中间壳体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本实用新型实施例一中的空气轴承的结构示意图；图2为本实用新型实施例一中的空气轴承的内部示意图；图3为本实用新型实施例一中的空气轴承的剖视图；图4为本实用新型实施例一中的涡轮增压器整体结构示意图。

如图1所示，本实施例中的空气轴承75包括：内轴承套1、隔音层2、弹性组件3、外轴承套4和多个端盖5。内轴承套1、隔音层2、弹性组件3 和外轴承套4为同轴设置。内轴承套1位于空气轴承75的最内端，在内轴承套1的外壁上粘粘有聚酯纤维材质的隔音层2，在隔音层2和外轴承套4之间固定有弹性组件3，弹性组件3可以用来减缓内轴承套1对外轴承套4的挤压，外轴承套4位于空气轴承75的外端侧，外轴承套4将弹性组件3包围。

如图2，在内轴承套1和外轴承套4之间会形成一个环形的空间，所以在外轴承套4的两端，外轴承套4和内轴承套1会形成一个环形的通孔，在空气轴承75上有两个端盖5，两个端盖5分别位于外轴承套4的两端，两个端盖5分别从外轴承套4的左右两端将环形开口盖合。本实施例中的隔音层 2为聚酯纤维材质，具有很好的吸收噪音的效果。空气轴承75在运转的过程中，由于轴在空气轴承75内部高速运转会产生一部分噪音，隔音层2会吸收一部分噪音，使其产生的噪音降低。当机器在运转时，外轴承套4通过通气导管与送气装置连接，送气装置会通过外轴承套4表面的进气口向轴承间隙输送压缩气体，从而在间隙中形成一层具有一定承载和刚度的润滑气膜，依靠该气膜的润滑支承作用将轴浮起在轴承中。从刚开始通入压缩气体到空气轴承75与轴之间形成稳定的气膜，空气轴承75与轴之间的间隙会越来越大。同时在间隙增大的过程中，内轴承套1会对外轴承套4不断的施加压力，往外轴承套4方向挤压。在内轴承套1与外轴承套4之间设置的弹性组件3，可以减缓内轴承套1对外轴承套4的挤压，并有效防止了两轴承套之间的磨损。

本实用新型的空气轴承75及涡轮72增压器7，其中空气轴承75包括：内轴承套1、隔音层2、弹性组件3、外轴承套4和多个端盖5。内轴承套1、隔音层2、弹性组件3和外轴承套4为同轴设置。内轴承套1位于空气轴承 75最内端，在内轴承套1的外壁上粘粘有隔音层2，弹性组件3位于隔音层 2和外轴承套4之间，外轴承套4位于整个空气轴承75的最外端，并将弹性组件3包裹起来。在内轴承套1和外轴承套4之间会形成一个环形的空间，所以在外轴承套4的两端，外轴承套4和内轴承套1形成一个环形的通孔，两个端盖5分别从外轴承套4的左右两端将环形开口盖合。本实用新型的空气轴承75及涡轮72增压器7，当空气轴承75在高速运转时，会产生噪音，因此在内轴承套1的外壁上粘粘隔音层2，可有效的减少噪音的发生。弹性组件3位于外轴承套4和隔音层2之间，弹性组件3具有减震的作用。因为有了弹性组件3，可以隔音层2和外轴承套4之间的冲击力，将空气轴承75 之间的磨损降到最低，并延长其使用寿命。

可选地，在本实施例中，弹性组件3包括：多个第一弹性件31、多个第二弹性件32和多个固定螺栓33。多个第一弹性件31和多个第二弹性件32 位于多个磁铁和外轴承套4之间。多个第一弹性件31和多个第二弹性件32 的数量相等，且第一弹性件31和第二弹性件32形状大小相同。多个第一弹性件31位于外轴承套4的一端，多个第一弹性件31圆周均匀分布在外轴承套4的内壁上。多个第二弹性件32位于外轴承套4的另一端，多个第二弹性件32圆周均匀分布在外轴承套4的内壁上。在第一弹性件31和第二弹性件 32上有固定孔，在外轴承套4上设有与固定孔对应的沉头孔，通过固定螺栓 33插入进固定孔和沉头孔之中，从而将第一弹性件31和第二弹性件32固定在外轴承套4的内壁上。

可选地，在本实施例中，弹性件的截面为弯折状，且弹性件的表面为往外轴承套4内部凹陷的弧面。弹性件包括：弹性部311和固定部312。弹性部311和固定部312均为弧状，在固定部312和弹性部311之间形成锐角，所形成的的锐角的开口朝向外轴承套4的中部。固定部312紧贴在外轴承套 4的内壁上，弹性部311的一端抵持在隔音层2的外壁上。当空气轴承75开始运作时，外部压缩的气体通过进气口进入到轴承间隙，在间隙中形成一层具有一定承载和刚度的润滑气膜。从最初往空气轴承75中通入气体到空气轴承75中形成稳定的气膜的过程中，由于弹性部311与固定部312固定在一起，所以内轴承套1上的隔音层2会将弹性部311往固定部312方向挤压，如果内轴承套1的作用力大，弹性部311甚至会与固定部312贴合。停止往空气轴承75中通入气体时，气膜会逐渐消失，内轴承套1恢复到初始位置，由于弹力的作用，弹性部311会远离固定部312从而回到最初始的位置。在内轴承套1不断压缩外轴承套4的同时，弹性部311也会不断的压缩固定部312，由于弹性部311与固定部312之间形成锐角，多次挤压的状态下，可以减少固定部312与弹性部311之间的变形，延长了弹性件的使用寿命。

可选地，在本实施例中，内轴承上设有出气孔11，在外轴承上设有进气孔41，进气孔41的横截面积大于出气孔11的横截面积。外部的气泵77将压缩空气通过进气孔41输送到间隙中，进气孔41的横截面积大于出气孔11 的横截面积，所以当通道的横截面积减小时，通入气流的速度加快。在未通入压缩气体前，由于轴的自重与载荷的作用，轴与内轴承套1相互贴合，气膜的厚度为零。当压缩气体的压力大于载荷的力时，轴浮起，气膜形成。

如图4，可选地，在本实施例中，一种涡轮增压器7包括：涡轮壳71、涡轮72、叶轮壳73、叶轮74、空气轴承75、连轴76、气泵77和中间壳体 78。其中空气轴承75为上述情况中任意一种情况的空气轴承75，空气轴承 75位于叶轮74和连轴76之间，用来将叶轮74固定在连轴76上的装备。在涡轮增压器7中，从左往右依次为叶轮壳73、中间壳体78和涡轮壳71。叶轮壳73、中间壳体78和涡轮壳71之间通过螺栓固定连接。在叶轮壳73内固定有叶轮74，涡轮壳71内设有涡轮72，在叶轮74和涡轮72之间通过连轴76连接，连轴76位于中间壳体78的内部。气泵77固定在叶轮壳73壁上，气泵77与空气轴承75相连，气泵77用于给空气轴承75通入空气。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。

而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种空气轴承，其特征在于，包括：内轴承套、隔音层、弹性组件、外轴承套和多个端盖；

所述内轴承套、所述隔音层、所述弹性组件和所述外轴承套同轴设置，所述外轴承套位于所述内轴承套的外周，所述隔音层粘粘在所述内轴承套的外壁上，所述弹性组件位于所述隔音层和所述外轴承套之间，所述弹性组件固定在所述外轴承套的内壁上，所述弹性组件用以缓和所述外轴承套对所述隔音层的冲击；

所述外轴承套和所述内轴承套之间间隔设置并形成环形开口，所述多个端盖盖合于所述环形开口。

2.如权利要求1所述的空气轴承，其特征在于，所述隔音层的材质为聚酯纤维。

3.如权利要求1所述的空气轴承，其特征在于，所述弹性组件包括：多个第一弹性件、多个第二弹性件和多个固定螺栓；

所述多个第一弹性件位于所述外轴承套的一端，所述多个第二弹性件位于所述外轴承套的另一端，所述多个第一弹性件和所述多个第二弹性件均圆周分布在所述外轴承套的内侧，且所述多个第一弹性件和所述多个第二弹性件上均设有固定孔，所述外轴承套上设有多个沉头孔；

所述多个固定螺栓用以将所述多个第一弹性件和所述多个第二弹性件固定在所述外轴承套上。

4.如权利要求3所述空气轴承，其特征在于，所述弹性件的截面为弯折状，且所述弹性件为弧形；

所述弹性件包括：弹性部和固定部；

所述弹性部和所述固定部均为弧状，且所述固定部和所述弹性部间存在夹角，所述固定孔设置在所述固定部上。

5.如权利要求4所述空气轴承，其特征在于，所述弹性部和所述固定部之间的夹角为锐角。

6.如权利要求1所述的空气轴承，其特征在于，所述内轴承上设有多个出气孔，所述外轴承上设有多个进气孔。

7.如权利要求6所述空气轴承，其特征在于，所述进气孔的横截面积要大于所述出气孔的横截面积。

8.一种涡轮增压器，其特征在于，包括：涡轮壳、涡轮、叶轮壳、叶轮、空气轴承、连轴、气泵和中间壳体；

所述空气轴承为如上权利要求1至7中任意一项的所述空气轴承，所述空气轴承用以将所述叶轮固定在所述连轴上；

所述气泵位于所述空气轴承的一侧，所述气泵用以向所述空气轴承提供气体；

所述涡轮位于所述涡轮壳内，所述叶轮位于所述叶轮壳内，所述连轴位于所述中间壳体内，所述连轴的一端连接所述叶轮，所述连轴的另一端连接所述涡轮，所述中间壳体用于连接所述涡轮壳和所述叶轮壳。

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