CN215487196U - 具有高抗冲击能力的止推箔片轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有高抗冲击能力的止推箔片轴承，包括底板、中层支撑板、多块扇形的平箔。中层支撑板代替原有结构中的波箔进行弹性缓冲，中层支撑板的内外端面并非平面，于中层支撑板的内侧端面上具有环向均布的多个凸起部，每一平箔覆盖于一凸起部上，凸起部靠近平箔的自由端设置，使平箔与止推盘间形成楔形间隙，于中层支撑板的外侧端面上具有环向均布的多块凹陷区，凸起部位于凹陷区内。工作时，轴承受到气膜力的作用，承载区的力作用在中层支承板上，由于中层支承板上凹陷区的设置使其形成一个类似于简支梁的结构，受力会产生弹性变形，优化气膜的形状及提供阻尼，有效缓冲轴系冲击力，提高轴承的承载能力及抗冲击能力。

Description

具有高抗冲击能力的止推箔片轴承

技术领域

本实用新型涉及空气轴承技术领域，尤其涉及一种具有高抗冲击能力的止推箔片轴承。

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，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。

止推箔片空气轴承是利用顶层箔片和止推盘间楔形气膜的压缩效应来产生轴向承载力的。为保证轴承稳定工作并延长轴承的使用寿命，必须降低顶层箔片和止推盘之间的磨损。

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具有高抗冲击能力的止推箔片轴承，可以承受剧烈的轴向高频振动。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

具有高抗冲击能力的止推箔片轴承,其特征在于，包括：

底板，其中部具有供轴穿过的穿孔；

中层支撑板，贴合的固定于底板的内侧，其中部同样具有供轴穿过的穿孔，于中层支撑板的内侧端面上具有环向均布的多个凸起部，于中层支撑板的外侧端面上具有环向均布的多块凹陷区，所述凸起部位于凹陷区内；及

多块扇形的平箔，环向均布于中层支撑板的内侧端面上，其环向的一端与中层支撑板固定，另一端自由设置，每一平箔覆盖于一凸起部，且所述凸起部靠近平箔的自由端设置。

进一步的技术方案在于，还包括：多块扇形的波箔，环向均布于底板的外侧端面上，其环向的一端与底板固定，另一端自由设置。

进一步的技术方案在于，多块平箔与中层支撑板之间设有一块平箔固定环板，所述平箔固定环板与中层支撑板贴合并通过环向布置的凸耳结构固定，所述平箔与平箔固定环板焊接固定。

进一步的技术方案在于，所述中层支撑板上均布有散热孔。

进一步的技术方案在于，所述中层支撑板的内缘具于多个环向均布、用于支撑平箔内缘的支撑部，所述支撑部为凸起部的延伸。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

该结构的止推箔片轴承在工作时，轴承受到气膜力的作用，承载区的力作用在中层支承板上，由于中层支承板上凹陷区的设置使其形成一个类似于简支梁的结构，在受到压力时，会产生弹性变形，且中层支承板与传统波箔相比，强度更高，不易损坏，从而优化气膜的形状及提供阻尼，有效缓冲轴系冲击力，提高轴承的承载能力及抗冲击能力。而底层的波箔会进一步缓冲轴系冲击力，从而整体提高轴承的抗冲击能力。

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是本公开的止推箔片轴承的一结构示意图；

图2是图1中止推箔片轴承内侧端面的结构示意图(隐去了一块平箔)；

图3是图1中止推箔片轴承外侧端面的结构示意图；

图4是本公开的止推箔片轴承的另一结构示意图(增加了平箔固定环板)；

图5是图4中止推箔片轴承内侧端面的结构示意图；

图6平箔固定环板的结构示意图；

图7是中层支承板内侧端面的结构示意图；

图8是中层支承板外侧端面的结构示意图；

图9是中层支承板凹陷区受力前的结构示意图；

图10是中层支承板凹陷区受力后的结构示意图；

图11是平箔的侧视结构示意图；

图12是波箔的侧视结构示意图。

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。

如图1～图12所示，本公开的止推箔片轴承具有高抗冲击能力，可以承受剧烈的轴向高频振动。该止推箔片轴承包括底板1、中层支撑板2、多块扇形的平箔3和多块扇形的波箔4。

底板1和中层支撑板2通过环向布置的凸耳结构相贴合固定，在安装时，中层支撑板2位于靠近止推盘的一侧(即内侧)，底板1位于远离止推盘的一侧(即外侧)，在底板1和中层支撑板2的中部具有供轴穿过的穿孔。多块扇形的平箔3环向均布于中层支撑板2的内侧端面上，其环向的一端与中层支撑板2固定，另一端自由设置。该平箔3具有一定的弧度，用以辅助形成气膜。

本结构中通过中层支撑板2代替原有结构中的波箔4进行弹性缓冲，中层支撑板2的内外端面并非平面，于中层支撑板2的内侧端面上具有环向均布的多个凸起部21，每一平箔3覆盖于一凸起部21上，且所述凸起部21靠近平箔3的自由端设置，使平箔3与止推盘间形成楔形间隙，当气流运行至凸起部21对应位置时，间隙变小，压力增大，形成定义的承载区。于中层支撑板2的外侧端面上具有环向均布的多块凹陷区22，所述凸起部21位于凹陷区22内。

另外，在中层支撑板2上还均布有散热孔23，散热孔23的形状多样。

该结构的止推箔片轴承在工作时，轴承受到气膜力的作用，承载区的力作用在中层支承板上，由于中层支承板上凹陷区22的设置使其形成一个类似于简支梁的结构，在受到压力时，会产生弹性变形，且中层支承板与传统波箔4相比，强度更高，不易损坏，从而优化气膜的形状及提供阻尼，有效缓冲轴系冲击力，提高轴承的承载能力及抗冲击能力。

本公开的具有高抗冲击能力的止推箔片轴承中还包括多块扇形的波箔4，多块扇形的波箔4环向均布于底板1的外侧端面上，其环向的一端与底板1固定，另一端自由设置。底层的波箔4会进一步缓冲轴系冲击力，从而整体提高轴承的抗冲击能力。波箔4具有与底板1相贴合的平直段以及拱起的波形段。由于中层支撑板2的外侧端面不同，因此波箔4不能设于底板1的内侧，否则与中层支撑板2外侧接触会造成受力不均匀的问题。

为了增加平箔3的强度，多块平箔3与中层支撑板2之间设有一块平箔固定环板5，所述平箔固定环板5与中层支撑板2贴合并通过环向布置的凸耳结构固定，所述平箔3与平箔固定环板5焊接固定。

由于轴承内圈气流速度低，压力小，因此中层支撑板2对平箔3内圈的支撑强度可以降低，为了增加轴承的散热，将中层支撑板2的内缘设置为非连贯的环面，使中层支撑板2的内缘具于多个环向均布、用于支撑平箔3内缘的支撑部24，所述支撑部24为凸起部21的延伸，支撑部24的设置即可满足轴承内圈不会塌陷。

为增加平箔3的耐磨强度，在平箔3的内侧端面上固定有耐磨层。耐磨层为二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层，涂层厚度为0.02-0.05mm。

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 (5)

1.具有高抗冲击能力的止推箔片轴承,其特征在于，包括：

底板(1)，其中部具有供轴穿过的穿孔；

中层支撑板(2)，贴合的固定于底板(1)的内侧，其中部同样具有供轴穿过的穿孔，于中层支撑板(2)的内侧端面上具有环向均布的多个凸起部(21)，于中层支撑板(2)的外侧端面上具有环向均布的多块凹陷区(22)，所述凸起部(21)位于凹陷区(22)内；及

多块扇形的平箔(3)，环向均布于中层支撑板(2)的内侧端面上，其环向的一端与中层支撑板(2)固定，另一端自由设置，每一平箔(3)覆盖于一凸起部(21)，且所述凸起部(21)靠近平箔(3)的自由端设置。

2.根据权利要求1所述的止推箔片轴承,其特征在于，还包括：

多块扇形的波箔(4)，环向均布于底板(1)的外侧端面上，其环向的一端与底板(1)固定，另一端自由设置。

3.根据权利要求1所述的止推箔片轴承,其特征在于，多块平箔(3)与中层支撑板(2)之间设有一块平箔固定环板(5)，所述平箔固定环板(5)与中层支撑板(2)贴合并通过环向布置的凸耳结构固定，所述平箔(3)与平箔固定环板(5)焊接固定。

4.根据权利要求1所述的止推箔片轴承,其特征在于，所述中层支撑板(2)上均布有散热孔(23)。

5.根据权利要求1所述的止推箔片轴承,其特征在于，所述中层支撑板(2)的内缘具于多个环向均布、用于支撑平箔(3)内缘的支撑部(24)，所述支撑部(24)为凸起部(21)的延伸。

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