CN214945724U - 一种多层波箔抗冲击止推动压空气轴承 - Google Patents
一种多层波箔抗冲击止推动压空气轴承 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，主体包括底板、基础波箔和顶波，该空气轴承具有分置于底板两侧的至少双层的波箔，多层波箔相当于多个弹簧串联在一起，远离止推盘一侧的波箔，主要用来缓冲轴系所带来的冲击，进一步提高止推轴承的抗冲击能力。另外，入口处垫片与波箔之间存在一定的高度差，在相同波箔下，通过调整入口垫片的厚度，即调整垫片与波箔之间的高度差值，也即入口气膜段的高度，可以调节优化止推轴承的承载能力，降低入口段的变形能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气轴承领域，尤其涉及一种多层波箔抗冲击止推动压空气轴承。
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。
在使用时，将两个轴向止推箔片动压空气轴承固定安装在机架上，转轴依次穿过两个轴向动压空气轴承，且在两个轴向动压空气轴承的平箔之间设有止推盘，随着转轴的旋转，与转轴接触的空气被挤入平箔和止推盘之间的空隙中，当转轴达到一定转速后，止推盘和平箔之间会产生气体动压力，在止推盘和平箔之间形成气膜。在轴承工作过程中，弹性箔片与平箔所组成的弹性支承结构会自适应的产生变形，使轴承的气膜厚度增加，工作更加稳定。配备空气轴承的旋转机械不需要额外的润滑系统，降低了系统的复杂性，提高了经济性和可靠性。相对于传统的空气动压轴承，轴向动压空气轴承具有承载能力大、轴承稳定性高、使用寿命长等优势。
一般来说，在稳定工况或者没有外加振动激励源的情况下，箔片空气轴承可以稳定支承轴系，使整机能够平稳运行。但是在面对剧烈振动工况时，尤其是面对剧烈的轴向振动时，轴系会因为外加振动激励源的作用而沿着轴向发生窜动，止推轴承往往无法承受这种高频的剧烈振动，止推轴承顶箔涂层会发生严重磨损、顶箔受热变形等，严重的甚至顶箔会直接与推力盘接触而导致止推轴承烧损，空压机也会因此而失效，无法正常工作。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以承受剧烈的轴向高频振动的多层波箔抗冲击止推动压空气轴承。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，其特征在于：
包括一块底板，所述底板的中心具有使轴穿过的穿孔；
于底板的内侧环向固定有位于同一层的、多块基础波箔，所述基础波箔环向的一端为固定端，另一端为活动端；
于底板的外侧环向固定有位于同一层的、多块加强波箔，所述加强波箔环向的一端为固定端，另一端为活动端；
于底板的内侧还固定有多块垫片，每一垫片位于一块基础波箔入口的前端，所述垫片与对应的波箔间具有间隙；
于每一块基础波箔外固有一块顶箔，所述顶箔环向的一端与对应的垫片固定，另一端为活动端。
进一步的技术方案在于：所述加强波箔焊接于底板的外侧。
进一步的技术方案在于：于底板的外侧还同轴设有一块安装板，于安装板和底板的外缘上均固定有凸耳，所述安装板和底板通过凸耳固定，所述加强波箔焊接于安装板上。
进一步的技术方案在于：于底板的外侧还设有与其同轴的多块安装板，于安装板和底板的外缘上均固定有凸耳，相邻的安装板和底板间、底板和底板间通过凸耳固定，于相邻的安装板和底板间、底板和底板间均固定有加强波箔。
进一步的技术方案在于：所述加强波箔与任一侧的安装板焊接固定。
进一步的技术方案在于：所述加强波箔的刚度小于基础波箔的刚度。
进一步的技术方案在于：所述底板上设有轴向贯通的气道。
进一步的技术方案在于：所述底板和安装板上均设有轴向贯通的气道。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
该空气轴承具有至少双层的波箔，多层波箔相当于多个弹簧串联在一起，远离止推盘一侧的波箔，主要用来缓冲轴系所带来的冲击，进一步提高止推轴承的抗冲击能力。
另外，入口处垫片与波箔之间存在一定的高度差，在相同波箔下，通过调整入口垫片的厚度，即调整垫片与波箔之间的高度差值，也即入口气膜段的高度，可以调节优化止推轴承的承载能力，降低入口段的变形能力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是实施例一中空气轴承内侧的结构示意图(隐去了一块基础波箔)；
图2是实施例一中空气轴承外侧的结构示意图；
图3是实施例二中空气轴承的结构示意图；
图4是实施例三中空气轴承的结构示意图；
图5是实施例五中空气轴承的结构示意图(气道形式一)；
图6是实施例五中空气轴承的另一结构示意图(气道形式二)；
图7是实施例一中空气轴承的轴侧结构示意图。
具体实施方式
下面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的一部分实施例，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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
如图1和图2所示，本公开的一种多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，主体包括底板1、基础波箔2和顶波。底板1的中心具有使轴穿过的穿孔；在底板1的内侧环向固定有位于同一层的、多块基础波箔2，所述基础波箔 2环向的一端为固定端，另一端为活动端；在底板1的内侧还固定有多块垫片3，每一垫片3位于一块基础波箔2入口的前端，所述垫片3与对应的波箔间具有间隙。在每一块基础波箔2外固有一块顶箔4，所述顶箔4环向的一端与对应的垫片3固定，另一端为活动端。
入口处垫片3与波箔之间存在一定的高度差，在相同波箔下，通过调整入口垫片3的厚度，即调整垫片3与波箔之间的高度差值，也即入口气膜段的高度，可以调节优化止推轴承的承载能力，降低入口段的变形能力。
如图7所示，在底板1的外侧环向固定有位于同一层的、多块加强波箔5，所述加强波箔5环向的一端为固定端，另一端为活动端。
加强波箔5和基础波箔2均为波纹状弹性支承构件，预紧装配后具有平直段及波纹段。基础波箔2的平直段与底板1贴合，基础波箔2的波峰与平箔接触。在本实施例中，加强波箔5焊接于底板1的外侧，加强波箔5 的平直段与底板1向贴合，结构紧凑。
该空气轴承具有双层的波箔，双层波箔相当于两个弹簧串联在一起，远离止推盘一侧的波箔，主要用来缓冲轴系所带来的冲击，进一步提高止推轴承的抗冲击能力。
实施例二
如图3所示，在本实施例中，加强波箔5通过一块安装板6与底板1 固定，安装板6上同样具有供轴穿孔的孔。安装板6与底板1同轴设置，并位于底板1的外侧，于安装板6和底板1的外缘上均固定有凸耳7，所述安装板6和底板1通过凸耳7固定，所述加强波箔位于安装板6的内侧并焊接于安装板6上。其中，凸耳7间的连接件可以采用螺栓螺母组件，能够限制相邻的安装板6和底板1间的最大间距，又能够使安装板6和底板1 的间距被压缩。
实施例三
如图4所示，在本实施例中，在底板1的外侧设有多层加强波箔5，更多层波箔串联，相当于更多个弹簧串联，进一步提高止推轴承吸收消耗冲击能量的能力。在底板1的外侧设有与其同轴的多块安装板6，于安装板6 和底板1的外缘上均固定有凸耳7，相邻的安装板6和底板1间、底板1 和底板1间通过凸耳7固定，于相邻的安装板6和底板1间、底板1和底板1间均固定有加强波箔5。加强波箔5可以与任一侧的安装板6焊接固定，且能够被压缩。
实施例四
在本实施例中，加强波箔5的刚度小于基础波箔2的刚度，可适应更高等级的随机振动，在面对冲击载荷时，加强波箔5变形更容易，可以吸收更多的冲击能量，而基础波箔2结构形式不变，也即轴承的承载能力不发生变化，但抗冲击能力更强。
实施例五
为了进一步提高止推轴承的抗冲击能力，需要进一步减小止推盘和止推轴承之间的间隙，减小间隙以后，由于轴系沿轴向的窜动量进一步减小，这样会在一定程度上削弱轴系带来的振动冲击能量，从而整体提高轴承的抗振动及抗冲击的等级。但是由于止推轴承在轴系运行时，由于止推盘与止推轴承之间的空气的摩擦作用，会产生大量的热，而小间隙不利于热量的散出，大量的热堆积会让止推轴承的温度急剧上升，从而导致止推轴承烧损，为此进一步优化，在底板1上设有轴向贯通的气道8，底板1和安装板6上均设有轴向贯通的气道8，便于冷却气通过，降低止推轴承的温度。
如图5和图6所示，气道8的具体形式可以多种多样，如均布的冷却气孔，以使散热更加均匀，有效降低止推轴承的温度，或是环向均布的多个径向气道8。
以上仅是本实用新型的较佳实施例，任何人根据本实用新型的内容对本实用新型作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，其特征在于：
包括一块底板(1)，所述底板(1)的中心具有使轴穿过的穿孔；
于底板(1)的内侧环向固定有位于同一层的、多块基础波箔(2)，所述基础波箔(2)环向的一端为固定端，另一端为活动端；
于底板(1)的内侧还固定有多块垫片(3)，每一垫片(3)位于一块基础波箔(2)入口的前端，所述垫片(3)与对应的波箔间具有间隙；
于每一块基础波箔(2)外固有一块顶箔(4)，所述顶箔(4)环向的一端与对应的垫片(3)固定，另一端为活动端；
于底板(1)的外侧环向固定有位于同一层的、多块加强波箔(5)，所述加强波箔(5)环向的一端为固定端，另一端为活动端。
2.根据权利要求1所述的多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，其特征在于：所述加强波箔(5)焊接于底板(1)的外侧。
3.根据权利要求1所述的多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，其特征在于：于底板(1)的外侧还同轴设有一块安装板(6)，于安装板(6)和底板(1)的外缘上均固定有凸耳(7)，所述安装板(6)和底板(1)通过凸耳(7)固定，所述加强波箔焊接于安装板(6)上。
4.根据权利要求1所述的多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，其特征在于：于底板(1)的外侧还设有与其同轴的多块安装板(6)，于安装板(6)和底板(1)的外缘上均固定有凸耳(7)，相邻的安装板(6)和底板(1)间、底板(1)和底板(1)间通过凸耳(7)固定，于相邻的安装板(6)和底板(1)间、底板(1)和底板(1)间均固定有加强波箔(5)。
5.根据权利要求4所述的多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，其特征在于：所述加强波箔(5)与任一侧的安装板(6)焊接固定。
6.根据权利要求1所述的多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，其特征在于：所述加强波箔(5)的刚度小于基础波箔(2)的刚度。
7.根据权利要求1所述的多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，其特征在于：所述底板(1)上设有轴向贯通的气道(8)。
8.根据权利要求3或4所述的多层波箔抗冲击止推动压空气轴承，其特征在于：所述底板(1)和安装板(6)上均设有轴向贯通的气道(8)。
Priority Applications (1)
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| CN202120789913.1U CN214945724U (zh) | 2021-04-16 | 2021-04-16 | 一种多层波箔抗冲击止推动压空气轴承 |
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2021
- 2021-04-16 CN CN202120789913.1U patent/CN214945724U/zh active Active
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Denomination of utility model: A multilayer corrugated foil anti-shock anti-push air bearing Effective date of registration: 20220729 Granted publication date: 20211130 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Xinji branch Pledgor: Hebei Kingston Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022130000053 |