CN214247995U - 网状推力气体箔片轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种网状推力气体箔片轴承，涉及气体箔片轴承技术领域，包括顶层箔片组件和弹性箔片组件，弹性箔片组件与顶层箔片组件或者推力轴承座相对固定连接，其包括n层弹性箔片，相邻两层弹性箔片固定连接，每层弹性箔片均设有多个孔，且各层弹性箔片的孔之间相互交错，n为大于或者等于2的正整数。各层弹性箔片间相互间隔支撑，形成弹性支撑结构，弹性箔片组件产生弹性变形后，各层弹性箔片之间产生相互交错摩擦，为轴承提供足够的刚度和阻尼特性，弹性箔片组件不会发生塑性变形，使得轴承不易损坏，保证机械设备运行时不易发生故障。如此设置，解决了现有技术中的波箔型空气箔片轴承在工况中易变形而使得机械设备发生故障的问题。

Description

网状推力气体箔片轴承

技术领域

本实用新型涉及气体箔片轴承技术领域，更具体地说，涉及一种网状推力气体箔片轴承。

背景技术

空气箔片轴承的摩擦损耗小，且具有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诸多优点，被广泛应用在空气循环机、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。

目前，常见的应用较广的空气箔片轴承为波箔型空气箔片轴承，此类轴承具有良好的刚度和阻尼特性，通常波箔型空气箔片轴承包括三层：顶箔、波箔和支承底板。顶箔和波箔分别包括多瓣顶箔片和波箔片，每一瓣波箔片均通过焊接的方式固定在底板上，每一瓣顶箔片也均是通过焊接固定在底板上，形成底板支承着波箔，波箔支承起顶箔的结构。工作时，转子与顶箔形成楔形空间，转子转动后，顶箔需要克服启动摩擦力矩，转子将周围环境中的具有一定粘性的气体拖入楔形中进行压缩，转速增大到一定程度时悬浮起转子，请参考图1。

但是，现有技术中的波箔型空气箔片轴承的阻尼小，且抗冲击性差，在车载燃料电池空压机、微型燃气轮机、大载荷或者冲击载荷等复杂工况下，其支撑结构易变形，容易使得机械设备发生故障。

因此，如何解决现有技术中的波箔型空气箔片轴承在工况中易变形而使得机械设备发生故障的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种网状推力气体箔片轴承，较现有技术中的波箔型空气箔片轴承其解决了在工况中易变形而使得机械设备发生故障的问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种网状推力气体箔片轴承，包括：

顶层箔片组件；

弹性箔片组件，与所述顶层箔片组件或者推力轴承座相对固定连接，其包括n层弹性箔片，相邻两层所述弹性箔片固定连接，每层所述弹性箔片均设有多个孔，且各层所述弹性箔片的孔之间相互交错；其中，n为大于或者等于2的正整数。

优选地，所述弹性箔片组件与所述顶层箔片组件焊接。

优选地，所述弹性箔片组件设有多组且均焊接在支撑底板上，多组所述弹性箔片组件环形阵列排布。

优选地，所述支撑底板和所述顶层箔片组件的外边缘均设有销钉孔。

优选地，所述支撑底板呈环状，所述弹性箔片呈扇环状。

优选地，n等于3。

优选地，所述弹性箔片的孔为方孔，所述弹性箔片组件的所有方孔大小一致。

优选地，相邻两层所述弹性箔片间隔点焊连接。

优选地，所述顶层箔片组件包括顶箔、顶箔垫片和顶箔底板，所述弹性箔片组件与所述顶箔底板焊接，所述顶箔包括多瓣箔片支板，各瓣所述箔片支板均焊接在所述顶箔底板上，所述顶箔垫片位于所述顶箔与所述顶箔底板之间。

优选地，所述顶箔垫片和所述顶箔底板的外边缘均设有销钉孔。

本实用新型提供的技术方案中，网状推力气体箔片轴承包括顶层箔片组件和弹性箔片组件，其中，弹性箔片组件与顶层箔片组件或者推力轴承座相对固定连接，其包括n层弹性箔片，相邻两层弹性箔片固定连接，每层弹性箔片均设有多个孔，且各层弹性箔片的孔之间相互交错，n为大于或者等于2的正整数。弹性箔片组件的各层弹性箔片间相互间隔支撑，形成一种弹性支撑结构，弹性箔片组件产生弹性变形后，各层弹性箔片之间产生相互交错摩擦，为轴承提供足够的刚度和阻尼特性，且由于多层弹性箔片之间的相互支撑作用，弹性箔片组件不会发生塑性变形，从而使得轴承不易损坏，进而保证机械设备运行时不易发生故障。如此设置，解决了现有技术中的波箔型空气箔片轴承在工况中易变形而使得机械设备发生故障的问题。

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为现有技术中的波箔型空气箔片轴承的原理结构示意图；

图2为本实用新型实施例中网状推力气体箔片轴承的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例中顶层箔片组件的俯视示意图；

图4为本实用新型实施例中弹性箔片组件的俯视示意图；

图5为图4中A处的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中弹性箔片组件设置在支撑底板上的网状推力气体箔片轴承的轴测结构示意图；

图7为本实用新型实施例中弹性箔片组件与支撑底板的位置关系示意图。

图1-图7中：

1、顶层箔片组件；2、弹性箔片组件；3、支撑底板；4、销钉孔；11、顶箔；12、顶箔垫片；13、顶箔底板；21、第一弹性箔片；22、第二弹性箔片；23、第三弹性箔片；111、箔片支板。

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。

本具体实施方式的目的在于提供一种网状推力气体箔片轴承，其能够解决现有技术中的波箔型空气箔片轴承在工况中易变形而使得机械设备发生故障的问题。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

请参考图2-图7，本实施例提供的一种网状推力气体箔片轴承，包括顶层箔片组件1和弹性箔片组件2，其中，弹性箔片组件2与顶层箔片组件1相对固定连接，或者弹性箔片组件2与推力轴承座相对固定连接，弹性箔片组件2包括n层弹性箔片，相邻两层弹性箔片固定连接，每层弹性箔片均设有多个均匀排列的孔，且各层弹性箔片的孔之间相互交错，即所有弹性箔片堆叠形成的弹性箔片组件2的孔小于每层弹性箔片的孔，n为大于或者等于2的正整数。

如此设置，弹性箔片组件2的各层弹性箔片间相互间隔支撑，形成一种弹性支撑结构，弹性箔片组件2产生弹性变形后，各层弹性箔片之间产生相互交错摩擦，为轴承提供足够的刚度和阻尼特性，且由于多层弹性箔片之间的相互支撑作用，弹性箔片组件2不会发生塑性变形，从而使得轴承不易损坏，进而保证机械设备运行时不易发生故障。如此设置，解决了现有技术中的波箔型空气箔片轴承在工况中易变形而使得机械设备发生故障的问题。

不仅如此，现有技术中的波箔型空气箔片轴承制造流程长、工艺复杂，涉及到的工艺包括冲压、热处理、焊接、装配等，不仅安装精度要求高，而且制造一致性难以控制，而本实用新型提供的技术方案中，顶层箔片组件1与弹性箔片可以采用激光切割或线切割工艺，一致性好，质量稳定，有利于批量化生产，如此，网状推力气体箔片轴承加工简单，各组件只涉及切割工艺，不需要热处理和冲压，不仅极大地简化了制造工艺，而且降低了轴承制造成本。

具体地，顶层箔片组件1包括顶箔11、顶箔垫片12和顶箔底板13，均采用激光切割或线切割工艺制作，弹性箔片组件2与顶箔底板13激光焊接，顶箔11包括多瓣箔片支板111，各瓣箔片支板111均焊接在顶箔底板13上，顶箔垫片12沿轴线具有贯通的中空结构，顶箔垫片12位于顶箔11与顶箔底板13之间，即顶箔11与顶箔底板13将顶箔垫片12夹住，顶箔11、顶箔垫片12和顶箔底板13的中部均具有贯通的轴孔，以供轴贯穿连接。

进一步地，顶箔垫片12和顶箔底板13的外边缘均设有销钉孔4，销钉贯穿顶箔垫片12、顶箔底板13并与推力轴承座连接。

作为具体的实施方案，相邻两层弹性箔片间隔点焊连接，即焊接时利用柱状电极，在相邻两层弹性箔片的接触面之间形成焊点，焊接速度快，操作简单，生产效率高。

作为优选的实施方案，请参考图2，设置n等于3，即弹性箔片组件2包括第一弹性箔片21、第二弹性箔片22和第三弹性箔片23，三者的孔的大小相同，弹性箔片组件2的形变区间为单层弹性箔片的厚度。

此外，请参考图5，优选设置弹性箔片的孔为方孔，即弹性箔片呈编织状，第一弹性箔片21、第二弹性箔片22和第三弹性箔片23的方孔相互交错，且所形成的弹性箔片组件2的所有方孔大小一致且排列均匀，弹性箔片组件2的方孔的大小为第一弹性箔片21的方孔的大小的九分之一。

作为具体的实施方案，请参考图2，弹性箔片呈圆环状，可设置弹性箔片组件2的位于最外层的弹性箔片与顶层箔片组件1激光焊接，也可将弹性箔片组件2激光焊接在推力轴承座上。激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，其可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低。

作为可选的实施方案，请参考图6、图7，该网状推力气体箔片轴承还包括支撑底板3，弹性箔片组件2设有多组且均焊接在支撑底板3上，多组弹性箔片组件2环形阵列排布，即多组弹性箔片组件2均匀地焊接在支撑底板3上，优选设置弹性箔片组件2的内边缘与支撑底板3的内圈边缘重合。

更为具体的实施方案，支撑底板3呈圆环状，弹性箔片可设置为扇环状或者三角形状或者多边形状，优选设置为扇环状。应当理解的是，弹性箔片组件的数量可视具体情况而定，且均在本实用新型的保护范围之内，可选择设置支撑底板3上焊接有六组弹性箔片组件2。

另外，支撑底板3、顶层箔片组件1的顶箔垫片12以及顶箔底板13的外边缘均设有销钉孔4，且支撑底板3、顶箔垫片12和顶箔底板13的外径相同，三者通过贯穿销钉孔4且与推力轴承座连接的销钉来实现连接。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本实用新型提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，包括：

顶层箔片组件(1)；

弹性箔片组件(2)，与所述顶层箔片组件(1)或者推力轴承座相对固定连接，其包括n层弹性箔片，相邻两层所述弹性箔片固定连接，每层所述弹性箔片均设有多个孔，且各层所述弹性箔片的孔之间相互交错；其中，n为大于或者等于2的正整数。

2.如权利要求1所述的一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，所述弹性箔片组件(2)与所述顶层箔片组件(1)焊接。

3.如权利要求1所述的一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，所述弹性箔片组件(2)设有多组且均焊接在支撑底板(3)上，多组所述弹性箔片组件(2)环形阵列排布。

4.如权利要求3所述的一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，所述支撑底板(3)和所述顶层箔片组件(1)的外边缘均设有销钉孔(4)。

5.如权利要求3所述的一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，所述支撑底板(3)呈环状，所述弹性箔片呈扇环状。

6.如权利要求1所述的一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，n等于3。

7.如权利要求1所述的一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，所述弹性箔片的孔为方孔，所述弹性箔片组件(2)的所有方孔大小一致。

8.如权利要求1所述的一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，相邻两层所述弹性箔片间隔点焊连接。

9.如权利要求1所述的一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，所述顶层箔片组件(1)包括顶箔(11)、顶箔垫片(12)和顶箔底板(13)，所述弹性箔片组件(2)与所述顶箔底板(13)焊接，所述顶箔(11)包括多瓣箔片支板(111)，各瓣所述箔片支板(111)均焊接在所述顶箔底板(13)上，所述顶箔垫片(12)位于所述顶箔(11)与所述顶箔底板(13)之间。

10.如权利要求9所述的一种网状推力气体箔片轴承，其特征在于，所述顶箔垫片(12)和所述顶箔底板(13)的外边缘均设有销钉孔(4)。

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