CN214465583U - 一种阶梯型从动式组合空气轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阶梯型从动式组合空气轴承，包括滚珠外轴承座、滚珠内轴承座、空气轴承和若干滚珠，空气轴承包括转轴、外轴承座和连接座，外轴承座内设有箔片环，转轴21依次贯穿箔片环和连接座，连接座固定于滚珠内轴承座内，连接座内径小于外轴承座内径，滚珠内轴承座和外轴承座与空气轴承的转轴的保持同向转动，降低了转轴的实际相对转速，减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦和发热，减少磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量；滚珠内轴承座安装在直径较小的连接座上，滚珠内轴承的直径小与外轴承座直径，相同转速下滚珠内轴承座的线速度更慢，整体上滚珠内轴承的重量可以降低，消耗的功更少。

Description

一种阶梯型从动式组合空气轴承

技术领域

本发明涉及使用箔片式轴承的技术领域，具体地为一种阶梯型从动式组合空气轴承。

背景技术

空气轴承在工业领域中有着广泛地应用。常规的机械接触式滚动轴承转速越高，对轴承精度，润滑等要求越高，使用寿命越短。空气轴承把主轴在空气中悬浮起来，没有机械接触，使用清洁空气作为润滑剂，磨损程度降到了最低，因而其可以提供极高的径向和轴向旋转精度，在高速、低摩擦、高温、低温及有辐射性的场合，显示了独具的优越性。

但是，空气轴承在不同应用工况中起飞转速和最高转速都是需要面临的挑战。起飞转速越高，箔片与轴之间接触磨损概率也越高。同样，最高转速越高，轴承摩擦损失也越高，轴承发热量也越大。

发明所要解决的问题

空气轴承在起飞时需要的转速较高，在轴开始旋转一直到起飞之前，轴与周围的箔片相互接触，持续的高速摩擦会产生大量的热量，同时轴和箔片即使表面涂有耐磨材料，轴和箔片仍然会出现磨损的现象。热量和磨损是引起失效的因素中占比较大的项目，需要从结构设计、材料、工艺等方面控制轴和箔片的发热及磨损。

空气轴承在起飞后虽然是在气膜的包裹下运动，与箔片没有接触，但高速的轴与高速的气膜仍然会发生摩擦，高速的气膜与轴承也仍然会发生摩擦，根据轴承摩擦引起的功率损失公式可以得到，轴承的功率损失与轴承的总摩擦力矩和转速呈正相关，在这两个因素中，控制转速相对于控制总摩擦力矩更为容易。

发明内容

本实用新型的目的是为了改进现有的箔片轴承易损坏的问题，提供了一种通过结合箔片轴承、滚珠和电机来使箔片轴承的轴承座转动起来，达到箔片环中滚轴更快且在更低转速下起飞、高转速的滚轴与低速旋转的内轴承座同向旋转，降低了转轴的实际相对转速，减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦和发热，减少磨损损耗，能耗低，整体结构精简，提高整体产品的使用寿命和质量。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种阶梯型从动式组合空气轴承，包括滚珠外轴承座、滚珠内轴承座、空气轴承和若干滚珠，各滚珠处于滚珠外轴承座和滚珠内轴承座之间，所述空气轴承包括转轴、外轴承座和连接座，所述外轴承座内设有箔片环，所述转轴21依次贯穿箔片环和连接座，所述连接座固定于滚珠内轴承座内，所述连接座内径小于外轴承座内径。

作为优选，所述外轴承座和连接座为一体成型结构。

作为优选，所述箔片环包括至少三片独立刚性箔片依次首尾相连组成。独立刚性箔片在受到外界振激后，具有良好的形变空间，箔片环的形状跟随中心转轴以及空气膜的转移而变形迅速，箔片环有良好的跟随性，保证气膜能够随着轴的振动均匀分布，箔片环不容易和转轴发生碰撞。

作为优选，所述独立刚性箔片包括弧形刚性承载部和弹性形变引脚部。

作为优选，独立刚性箔片数量为五片。

本发明具备的有益技术效果是：滚珠内轴承座和外轴承座与空气轴承的转轴的保持同向转动，降低了转轴的实际相对转速，减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦和发热，减少磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量；

滚珠内轴承座安装在直径较小的连接座上，滚珠内轴承的直径小与外轴承座直径，相同转速下滚珠内轴承座的线速度更慢，整体上滚珠内轴承的重量可以降低，消耗的功更少。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的正面结构示意图；

图3是本实用新型的后部结构示意图；

图4是本实用新型的侧向截面图；

图中：滚珠10、滚珠外轴承座11、滚珠内轴承座12、空气轴承2、转轴 21、外轴承座22、连接座23、箔片环3、弧形刚性承载部31、弹性形变引脚部32。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

实施例

如图1所示：一种阶梯型从动式组合空气轴承，包括滚珠外轴承座11、滚珠内轴承座12、空气轴承2和若干滚珠10，各滚珠处于滚珠外轴承座11 和滚珠内轴承座12之间。整个滚珠外轴承座11固定在相关的设备上，保持相对静止。

如图2-3所示空气轴承2包括转轴21、外轴承座22和连接座23，外轴承座22内设有箔片环3，转轴21依次贯穿箔片环3和连接座23，连接座23固定于滚珠内轴承座12内，在空气轴承中的转轴21起飞之后，在转轴21转速处于高速提升状态时，外轴承座22在气膜带动下开始转动，同时带动连接座 23，由于连接座和滚珠内轴承座12协助转动，外轴承座22和转轴21保持同向转动，转轴21转速高于外轴承座22，内部气膜转动，内轴承座2可以保持加速到一定的速度，原先的转轴21最高转速减去外轴承座22的同向转速，即是转轴21相对与外轴承座22的实际相对转速，这样减少了转轴和外轴承座22之间的相对摩擦速度，减少发热量，减少产品内磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量。

如图3所示：箔片环3包括五片独立刚性箔片依次首尾相连组成。独立刚性箔片包括弧形刚性承载部31和弹性形变引脚部32。弹性形变引脚部32 卡接在外轴承座22上，独立刚性箔片在受到外界振激后，具有良好的形变空间，箔片环的形状跟随中心转轴以及空气膜的转移而变形迅速，箔片环有良好的跟随性，保证气膜能够随着轴的振动均匀分布，箔片环不容易和转轴发生碰撞。

如图4所示：外轴承座22和连接座23为一体成型结构，连接座23内径小于外轴承座22内径，滚珠内轴承座12安装在直径较小的连接座上23，滚珠内轴承的直径小与外轴承座直径，相同转速下滚珠内轴承座的线速度更慢，整体上滚珠内轴承的重量可以降低，消耗的功更少。

本实施例中：减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦和发热，减少磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量，滚珠内轴承座安装在直径较小的连接座上，整体上滚珠内轴承的重量可以降低，消耗的功更少。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种阶梯型从动式组合空气轴承，其特征在于：包括滚珠外轴承座（11）、滚珠内轴承座（12）、空气轴承（2）和若干滚珠（10），各滚珠处于滚珠外轴承座（11）和滚珠内轴承座（12）之间，所述空气轴承（2）包括转轴（21）、外轴承座（22）和连接座（23），所述外轴承座（22）内设有箔片环（3），所述转轴（21）依次贯穿箔片环（3）和连接座（23），所述连接座（23）固定于滚珠内轴承座（12）内，所述连接座（23）内径小于外轴承座（22）内径。

2.根据权利要求1所述的一种阶梯型从动式组合空气轴承，其特征在于，所述外轴承座（22）和连接座（23）为一体成型结构。

3.根据权利要求1所述的一种阶梯型从动式组合空气轴承，其特征在于，所述箔片环包括至少三片独立刚性箔片依次首尾相连组成。

4.根据权利要求3所述的一种阶梯型从动式组合空气轴承，其特征在于：所述独立刚性箔片包括弧形刚性承载部（31）和弹性形变引脚部（32）。

5.根据权利要求3所述的一种阶梯型从动式组合空气轴承，其特征在于：独立刚性箔片数量为五片。

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