CN213511662U - 一种径向气体箔片轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种径向气体箔片轴承，涉及轴承技术领域，该轴承包括轴承套、顶层箔片和底层箔片，还包括箔片弹性组件，轴承套、顶层箔片、底层箔片以及箔片弹性组件均设置为两端开口的圆筒状，且轴承套、底层箔片、箔片弹性组件以及顶层箔片从外到内依次套设，底层箔片、箔片弹性组件以及顶层箔片均与轴承套的内侧壁可拆卸连接；箔片弹性组件可发生弹性形变相互摩擦，用于增加轴承的阻尼。本实用新型克服了现有技术中的空气箔片轴承由于其阻尼小、抗冲击性差，在一定程度上限制了其应用发展的的缺陷。

Description

一种径向气体箔片轴承

技术领域

本实用新型涉及轴承技术领域，尤其是涉及一种径向气体箔片轴承。

背景技术

常见的空气箔片轴承是由一层或多层波纹状的波箔和顶箔组成的具有良好柔性表面的动压气浮轴承，其依靠轴与轴承表面的相对运动，使转轴能够将具有一定粘性的气体吸入轴与轴承顶箔之间的楔形空间中进行挤压，形成具有一定压力的润滑气膜，从而使转轴悬浮。

空气箔片轴承原理如图1和图2所示，当两个相对运动的表面存在一个楔形空间时，相互运动的表面不断地带动气体进入楔形槽内，使得楔形槽内形成具有一定压力的动压气膜103，即动压气膜103位于轴承内表面102和转轴101之间，当动压气膜103压力足够大以至于能够支承起负载时，转轴101便会悬浮，使摩擦力消失。

空气箔片轴承的摩擦损耗小，且在极高的转速下几乎无摩擦、高温稳定性好、振动小以及不需要润滑油等一系列优点，其广泛应用于空气循环机、空气鼓风机、燃料电池空压机、微型燃气轮机等机械中，在低温和高温技术、高速透平和空间技术等领域中，均有着十分广阔的应用前景。

然而，常见的波箔型空气箔片轴承的制造流程长、工艺复杂，且安装精度要求高以及制造一致性难以控制，在车载燃料电池空压机等复杂工况下，该空气箔片轴承由于其阻尼小、抗冲击性差，在一定程度上限制了其应用发展。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种径向气体箔片轴承，以解决现有技术中采用的空气箔片轴承在车载燃料电池空压机等复杂工况下，空气箔片轴承由于其阻尼小、抗冲击性差，在一定程度上限制了其应用发展的的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供了一种径向气体箔片轴承，包括轴承套、顶层箔片和底层箔片，还包括箔片弹性组件，其中：

所述轴承套、所述顶层箔片、所述底层箔片以及所述箔片弹性组件均设置为两端开口的圆筒状，且所述轴承套、所述底层箔片、所述箔片弹性组件以及所述顶层箔片从外到内依次套设，所述底层箔片、所述箔片弹性组件以及所述顶层箔片均与所述轴承套的内侧壁可拆卸连接；

所述箔片弹性组件可发生弹性形变相互摩擦，用于增加轴承的阻尼。

优选地，所述箔片弹性组件包括整周支撑箔片和悬臂支撑箔片，所述整周支撑箔片呈两端开口的圆筒状，所述悬臂支撑箔片相切地固定安装于所述整周支撑箔片的外侧壁上，所述悬臂支撑箔片可发生弹性形变。

优选地，所述悬臂支撑箔片包括若干块，且若干块所述悬臂支撑箔片环绕于所述整周支撑箔片的外侧壁上。

优选地，所述悬臂支撑箔片上设置锯齿，所述锯齿位于所述整周支撑箔片的径向上。

优选地，所述锯齿设置为条形或者三角形。

优选地，所述锯齿包括若干个，分布于所述悬臂支撑箔片的一侧或者两侧。

优选地，所述整周支撑箔片包括自由端和固定端，所述自由端和所述固定端均沿着所述整周支撑箔片的轴向设置，所述固定端用于卡接在所述轴承套的内侧壁上。

优选地，所述悬臂支撑箔片沿着所述整周支撑箔片的轴向上的中线焊接于所述整周支撑箔片的外侧壁上。

优选地，还包括O型圈，所述O型圈套设于所述轴承套的外侧壁上。

优选地，所述轴承套的外侧壁上设置与所述O型圈对应的轴向凹槽，所述O型圈通过所述轴向凹槽安装于所述轴承套的外侧壁上。

本实用新型提供的一种径向气体箔片轴承，具有以下技术效果：

该种径向气体箔片轴承，主要由轴承套、顶层箔片、底层箔片和箔片弹性组件组成，同传统的气体箔片轴承相比，增加了箔片弹性组件，箔片弹性组件安装于顶层箔片和底层箔片之间，并且可拆卸地安装于轴承套的内壁上，当径向气体箔片轴承内部安装转轴时，由于动力气膜的存在，箔片弹性组件发生弹性形变，增加了箔片弹性组件与接触物之间的摩擦力，从而达到增加轴承阻尼的目的，克服了现有技术中的空气箔片轴承由于其阻尼小、抗冲击性差，在一定程度上限制了其应用发展的的缺陷。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中空气箔片轴承原理结构示意图；

图2是图1中空气箔片轴承原理结构示意图的部分放大图；

图3是本实用新型一实施例的径向气体箔片轴承的爆炸图；

图4是图3中径向气体箔片轴承的安装后的立体结构图；

图5是图3中径向气体箔片轴承的侧视图；

图6是图3中径向气体箔片轴承的箔片弹性组件的立体结构图；

图7是图6中径向气体箔片轴承的箔片弹性组件的展开图。

其中，图1-图7：

101、转轴；102、轴承内表面；103、动压气膜；2、轴承套；201、卡槽；3、顶层箔片；301、顶层箔片插入部；4、底层箔片；401、底层箔片插入部；5、箔片弹性组件；51、悬臂支撑箔片；511、锯齿；52、整周支撑箔片；53、自由端；54、固定端；6、O型圈。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

正如背景技术所述，现有技术中采用的波箔型空气箔片轴承的制造流程长、工艺复杂，且安装精度要求高以及制造一致性难以控制，在车载燃料电池空压机等复杂工况下，该空气箔片轴承由于其阻尼小、抗冲击性差，在一定程度上限制了其应用发展。

基于此，本实用新型提供了一种径向气体箔片轴承，同传统的气体箔片轴承相比，增加了箔片弹性组件，箔片弹性组件安装于顶层箔片和底层箔片之间，并且可拆卸地安装于轴承套的内壁上，当径向气体箔片轴承内部安装转轴时，由于动力气膜的存在，箔片弹性组件发生弹性形变，增加了箔片弹性组件与接触物之间的摩擦力，从而达到增加轴承阻尼的目的，克服了现有技术中的空气箔片轴承由于其阻尼小、抗冲击性差，在一定程度上限制了其应用发展的的缺陷。

具体的，本实用新型提供的实施例提供的一种径向气体箔片轴承，包括轴承套2、顶层箔片3和底层箔片4，还包括箔片弹性组件5，如图3-图7所示，轴承套2、顶层箔片3、底层箔片4以及箔片弹性组件5均设置为两端开口的圆筒状，且轴承套2、底层箔片4、箔片弹性组件5以及顶层箔片3从外到内依次套设，即安装转轴后，顶层箔片3与转轴直接相邻，底层箔片4、箔片弹性组件5以及顶层箔片3均与轴承套2的内侧壁可拆卸连接；箔片弹性组件5可发生弹性形变相互摩擦，用于增加轴承的阻尼。

其中，底层箔片4、箔片弹性组件5以及顶层箔片3均与轴承套2的内侧壁可拆卸连接具体是指，轴承套2的内侧壁上具有多个卡槽201，而底层箔片4上具有底层箔片插入部401，顶层箔片3上具有顶层箔片插入部301，如图3-图5所示，底层箔片插入部401沿着底层箔片4的径向向外延伸，同样的，顶层箔片插入部301也是沿着顶层箔片3的径向向外延伸，底层箔片插入部401和顶层箔片插入部301均可以插入轴承套2的卡槽201中，从而达到可拆卸连接的目的。

在本实用新型一实施例中，箔片弹性组件5具体包括整周支撑箔片52和悬臂支撑箔片51，如图6和图7所示，整周支撑箔片52呈两端开口的圆筒状，以便套设于顶层箔片3的外侧壁上，悬臂支撑箔片51相切地固定安装于整周支撑箔片52的外侧壁上，悬臂支撑箔片51可发生弹性形变，该种弹性形变是由动压气膜引起的，发生弹性形变后的悬臂支撑箔片51可增大轴承内部的摩擦力，从而达到增加轴承阻尼的目的。

进一步的，悬臂支撑箔片51包括若干块，如图6和图7所示，包括七块长方形的悬臂支撑箔片51，七块悬臂支撑箔片51环绕于整周支撑箔片52的外侧壁上，每块悬臂支撑箔片51均与整周支撑箔片52的外侧壁相切，并且相切点在悬臂支撑箔片51沿着整周支撑箔片52的轴向的中线上，悬臂支撑箔片51与整周支撑箔片52焊接。

应当理解的是，本实用新型对于悬臂支撑箔片51的数量不做限定，依据整周支撑箔片52的半径和悬臂支撑箔片51的块数而定，只要悬臂支撑箔片51能够相切的固定安装于整周支撑箔片52的外侧壁上，受到动压气膜影响时，可发生弹性形变，均在本实用新型的保护范围之内。

还应当理解的是，本实用新型对于悬臂支撑箔片51的形状不做限定，即不局限于是长方形，可以是正方形，还可以是其它形状，例如多边形，只要悬臂支撑箔片51能够相切的固定安装于整周支撑箔片52的外侧壁上，受到动压气膜影响时，可发生弹性形变，均在本实用新型的保护范围之内。

进一步应当理解的是，悬臂支撑箔片51与整周支撑箔片52不局限于焊接，还可以是其它固定连接方式，在此不逐一列举，现有技术中的固定连接方式均可实现悬臂支撑箔片51与整周支撑箔片52的连接。

更进一步的，为了实现整周支撑箔片52与轴承套2的可拆卸连接，整周支撑箔片52包括自由端53和固定端54，如图6和图7所示，自由端53和固定端54均沿着整周支撑箔片52的轴向设置，自由端53抵靠在固定端54的根部，从而使整周支撑箔片52形成圆筒状，而固定端54则用于卡接在轴承套2的内侧壁上，具体为固定端54插入轴承套2的卡槽201中，从而实现整周支撑箔片52与轴承套2的可拆卸连接。

需要说明的是，本实用新型不局限于通过固定端54与轴承套2的卡扣连接来实现可拆卸连接，还可以是其它可拆卸连接方式，均在本实用新型的保护范围之内。

另外，底层箔片4、整周支撑箔片52以及顶层箔片3卡入轴承套2的卡槽201后，然后将销钉插入该卡槽201，从而达到进一步固定的目的。

在本实用新型进一步的实施例中，为了调节轴承的刚度在可调节的范围内，悬臂支撑箔片51上设置锯齿511，如图3、图6和图7所示，锯齿511位于整周支撑箔片52的径向上，为条形，包括若干个，分布于悬臂支撑箔片51的两侧，图中的锯齿511可以等间距分布，也可以非等间距分布，根据实际应用场景或者实际工艺条件来选择。

即负载大的时候，采用大的刚度支撑，负载小的时候，采用小的刚度支撑，根据需求刚度的大小来调节锯齿511具体的数量和形状。

应当理解的是，锯齿511的形状，不局限于条形，可以为三角形，可以为菱形，还可以为其它形状，根据轴承的刚度需求来确定锯齿511具体采用哪种形状，无论何种形状，均在本实用新型的保护范围之内。

还应当理解的是，锯齿511的个数，本实用新型同样的也不做限定，也是根据轴承的刚度需求来确定锯齿511的具体个数，无论具有多少个锯齿511，均在本实用新型的保护范围之内。

进一步应当理解的是，锯齿511可以分布于悬臂支撑箔片51的一侧，也可以同时分布于悬臂支撑箔片51的两侧，本实用新型对此不做限定。

在本实用新型另一进一步的实施例中，为了更进一步增加轴承的阻尼特性，提升轴承的抗冲击性，还包括O型圈6，如图3所示，O型圈6套设于轴承套2的外侧壁上，轴承套2的外侧壁上设置与O型圈6对应的轴向凹槽，O型圈6通过轴向凹槽安装于轴承套2的外侧壁上。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种径向气体箔片轴承，包括轴承套、顶层箔片和底层箔片，其特征在于，还包括箔片弹性组件，其中：

所述轴承套、所述顶层箔片、所述底层箔片以及所述箔片弹性组件均设置为两端开口的圆筒状，且所述轴承套、所述底层箔片、所述箔片弹性组件以及所述顶层箔片从外到内依次套设，所述底层箔片、所述箔片弹性组件以及所述顶层箔片均与所述轴承套的内侧壁可拆卸连接；

所述箔片弹性组件可发生弹性形变相互摩擦，用于增加轴承的阻尼。

2.根据权利要求1所述的径向气体箔片轴承，其特征在于，所述箔片弹性组件包括整周支撑箔片和悬臂支撑箔片，所述整周支撑箔片呈两端开口的圆筒状，所述悬臂支撑箔片相切地固定安装于所述整周支撑箔片的外侧壁上，所述悬臂支撑箔片可发生弹性形变。

3.根据权利要求2所述的径向气体箔片轴承，其特征在于，所述悬臂支撑箔片包括若干块，且若干块所述悬臂支撑箔片环绕于所述整周支撑箔片的外侧壁上。

4.根据权利要求2所述的径向气体箔片轴承，其特征在于，所述悬臂支撑箔片上设置锯齿，所述锯齿位于所述整周支撑箔片的径向上。

5.根据权利要求4所述的径向气体箔片轴承，其特征在于，所述锯齿设置为条形或者三角形。

6.根据权利要求4所述的径向气体箔片轴承，其特征在于，所述锯齿包括若干个，分布于所述悬臂支撑箔片的一侧或者两侧。

7.根据权利要求2所述的径向气体箔片轴承，其特征在于，所述整周支撑箔片包括自由端和固定端，所述自由端和所述固定端均沿着所述整周支撑箔片的轴向设置，所述固定端用于卡接在所述轴承套的内侧壁上。

8.根据权利要求2所述的径向气体箔片轴承，其特征在于，所述悬臂支撑箔片沿着所述整周支撑箔片的轴向上的中线焊接于所述整周支撑箔片的外侧壁上。

9.根据权利要求1-8任一所述的径向气体箔片轴承，其特征在于，还包括O型圈，所述O型圈套设于所述轴承套的外侧壁上。

10.根据权利要求9所述的径向气体箔片轴承，其特征在于，所述轴承套的外侧壁上设置与所述O型圈对应的轴向凹槽，所述O型圈通过所述轴向凹槽安装于所述轴承套的外侧壁上。

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