CN216554936U - 一体式悬臂箔片、动压气浮径向轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种一体式悬臂箔片、动压气浮径向轴承，其中的一体式悬臂箔片，包括相对平行间隔且同心设置的第一端环、第二端环，所述第一端环与所述第二端环的直径相等且两者之间沿所述第一端环的周向均匀间隔设置有多个弹性箔片，所述弹性箔片的固定端通过折弯部连接于所述第一端环与所述第二端环之间。根据本实用新型，多个所述弹性箔片通过所述第一端环及第二端环连接为一个整体，有效保证径向轴承箔片的加工一致性，通过所述折弯部则能够将所述一体式悬臂箔片组装定位于轴承座具有的纵向凹槽中，固定安装更加方便，同时，提高了径向轴承的承载力，提高轴承的稳定性，具有较强的实用性。

Description

一体式悬臂箔片、动压气浮径向轴承

技术领域

本实用新型属于箔片轴承设计技术领域，具体涉及一种一体式悬臂箔片、动压气浮径向轴承。

背景技术

悬臂式箔片气体轴承具有超低摩擦系数、结构简单、无污染、工作寿命长、承载性能良好的的巨大优势，被广泛的应用于高速旋转领域中，成为军事和航空领域的研究重点。悬臂式动压轴承结构包括轴承座和轴瓦组成，轴瓦为若干箔片沿轴承座内壁均匀重叠排列组成，箔片一端固定、焊接或铰装在轴承座的凹槽内，另一端则与相邻箔片互相叠搭。

转子在高速运转过程中，将空气不断带入箔片和轴颈之间的楔形空间形成动态高压气膜，通过气膜承载转子，实现转子与轴承无接触高速运转，大幅度降低运转过程中的摩擦系数，进而降低摩擦产生的损耗，提高转子运行的速度。

现有的动压气浮径向轴承存在以下问题：

(1)无法兼顾轴承安装的一致性：

径向动压轴承沿周向布置安装6-8个弹性箔片，箔片在裁剪、冲压定型、折弯、热处理定型的一系列成型工艺难以进行严格的控制，很难保证径向轴承箔片的整体一致性，无法满足设计者的要求，可能会出现径向轴承承载性能低、运行不稳定的情况。另外，箔片一端固定在轴承座的凹槽内，其固定安装方式对径向轴承的性能影响巨大，目前一般采用圆柱销或焊接进行固定，对轴承内孔的同轴度精度要求很高，偏差较多时可能会因为箔片和轴颈无法分离，无法产生气膜承压、润滑而进行干摩擦，传统径向轴承的弹性箔片固定方式复杂，装配工艺困难且不能保证装配的精度。

(2)轴承承载性较差：

径向动压轴承的若干弹性箔片都会有一个固定端和自由端，每个固定端通过轴承座内孔纵向单独固定，受到外部冲击载荷后会发生自激振动后，只能在轴承座内单独进行径向减振，轴承整体刚性不足，最终造成气膜失效甚至是轴承损伤。该径向轴承在实际电机运行工况时的承载性能较差。

综上，现有技术中悬臂式箔片动压气浮径向轴承存在轴承制备一致性较差、承载性能较差等问题。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种一体式悬臂箔片、动压气浮径向轴承，能够克服现有技术中的悬臂式箔片动压气浮径向轴承固定安装困难、轴承加工一致性较差、承载性能较差的不足。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种一体式悬臂箔片，包括相对平行间隔且同心设置的第一端环、第二端环，所述第一端环与所述第二端环的直径相等且两者之间沿所述第一端环的周向均匀间隔设置有多个弹性箔片，所述弹性箔片的固定端通过折弯部连接于所述第一端环与所述第二端环之间。

在一些实施方式中，所述第一端环、第二端环、折弯部及多个所述弹性箔片通过圆环形箔片柱加工形成。

本实用新型还提供一种动压气浮径向轴承，包括轴承座以及处于所述轴承座内的轴瓦，所述轴瓦由至少两个上述的一体式悬臂箔片组成。

在一些实施方式中，至少两个所述一体式悬臂箔片包括第一箔片、第二箔片，所述第一箔片具有的第一端环的直径大于所述第二箔片具有的第一端环的直径。

在一些实施方式中，所述第一箔片具有的折弯部的第一径向高度大于所述第二箔片具有的折弯部的第二径向高度，且所述轴承座具有对应于所述第一箔片的折弯部的第一纵向凹槽、对应于所述第二箔片的折弯部的第二纵向凹槽，所述第一纵向凹槽的槽深与所述第一径向高度相等，所述第二纵向凹槽的槽深与所述第二径向高度相等。

在一些实施方式中，所述轴承座的轴向两端分别构造有能够安装所述第一端环、第二端环的轴端环槽。

在一些实施方式中，所述轴承座由至少两个分体组装形成。

在一些实施方式中，相邻的两个分体之间销接。

本实用新型提供的一种一体式悬臂箔片、动压气浮径向轴承，多个所述弹性箔片通过所述第一端环及第二端环连接为一个整体，有效保证径向轴承箔片的加工一致性，通过所述折弯部则能够将所述一体式悬臂箔片组装定位于轴承座具有的纵向凹槽中，固定安装更加方便，同时，提高了径向轴承的承载力，提高轴承的稳定性，具有较强的实用性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一体式悬臂箔片的立体结构示意图；

图2为图1的轴向投影图；

图3为本实用新型另一实施例的动压气浮径向轴承的径向断面图；

图4为图3中的分体的立体结构示意图；

图5为图3中的第一箔片的折弯部与第一纵向凹槽的装配示意图；

图6为图3中的第二箔片的折弯部与第二纵向凹槽的装配示意图。

附图标记表示为：

11、第一端环；12、第二端环；2、弹性箔片；3、折弯部；10、轴承座；101、第一纵向凹槽；102、第二纵向凹槽；103、轴端环槽；104、分体；1041、销体；1042、销孔；21、第一箔片；22、第二箔片。

具体实施方式

结合参见图1至图6所示，根据本实用新型的实施例，提供一种一体式悬臂箔片，包括相对平行间隔且同心设置的第一端环11、第二端环12，所述第一端环11与所述第二端环12的直径相等且两者之间沿所述第一端环11的周向均匀间隔设置有多个弹性箔片2，所述弹性箔片2的固定端通过折弯部3连接于所述第一端环11与所述第二端环12之间。该技术方案中，多个所述弹性箔片2通过所述第一端环11及第二端环12连接为一个整体，有效保证径向轴承箔片的加工一致性，通过所述折弯部3则能够将所述一体式悬臂箔片组装定位于轴承座10具有的纵向凹槽中，固定安装更加方便，同时，提高了径向轴承的承载力，提高轴承的稳定性，具有较强的实用性。

在一些实施方式中，所述第一端环11、第二端环12、折弯部3及多个所述弹性箔片2通过圆环形箔片柱加工形成，具体的，本实用新型的一体式悬臂箔片通过裁剪、冲压定型、折弯、热处理定型等一系列进行整体性成型加工，可以进一步有效保证径向轴承箔片的整体一致性，弹性箔片2数量可设置为3-6个，首先在圆环形箔片柱上裁剪留出矩形弹性箔片2，再根据设计需求进行折弯处理，形成悬臂式箔片结构，实现悬臂式弹性箔片为整体式结构，轴承承载区域无死区，抑制转子系统的振动。需要说明的是，本实用新型的一体式悬臂箔片轴承承载区为360°，任何一个角度都可以作为承载区，也即本实用新型的悬臂式弹性箔片无承载死区，而传统径向轴承会通过固定销固定，固定销区域就不能作为承载区，由于本实用新型的箔片无承载死区，并且将悬臂箔片轴承设计为一体式轴承，因此可以提高轴承的整体刚度，整体刚度提高后能抑制转子系统的振动。

根据本实用新型的实施例，还提供一种动压气浮径向轴承，包括轴承座10以及处于所述轴承座10内的轴瓦，所述轴瓦由至少两个上述的一体式悬臂箔片组成，可以理解的，所述轴承座10用于安装和支撑保护所述轴瓦。至少两个上述的一体式悬臂箔片在所述轴承座10的周向上形成错位，从而能够保证相邻的两个弹性箔片2中的一个自由端能够搭接到另一个弹性箔片2的内壁处。

作为一个具体的实施例，至少两个所述一体式悬臂箔片包括第一箔片21、第二箔片22，所述第一箔片21具有的第一端环11的直径大于所述第二箔片22具有的第一端环11的直径，从而能够使所述第二箔片22能够在所述第一箔片21与所述轴承座10组装完后再进一步组装所述第二箔片22。

结合参见图5及图6所示，所述第一箔片21具有的折弯部3的第一径向高度大于所述第二箔片22具有的折弯部3的第二径向高度，且所述轴承座10具有对应于所述第一箔片21的折弯部3的第一纵向凹槽101、对应于所述第二箔片22的折弯部3的第二纵向凹槽102，所述第一纵向凹槽101的槽深与所述第一径向高度相等，所述第二纵向凹槽102的槽深与所述第二径向高度相等，从而保证所述第一箔片21的弹性箔片2的拱形根部与所述第二箔片22的弹性箔片2的拱形根部处于同一圆上，进而保证各个所述弹性箔片2的自由端能够搭接。所述第一箔片21、第二箔片22分别通过第一纵向凹槽101、第二纵向凹槽102实现箔片的周向定位，而同时所述第一端环11及第二端环12的设置则实现了箔片的径向及轴向定位，无需现有技术中的过圆柱销或焊接等复杂工序固定，组装结构及工序更加简单。

在具体组装时，先调整所述第一箔片21的折弯部3分别装设于所述第一纵向凹槽101中，然后再将第二箔片22的折弯部3分别放置于所述第一箔片21的弹性箔片2的径向外侧，旋转一定角度后将所述第二箔片22装设于相应的第二纵向凹槽102内，完成所述轴瓦与轴承座10的组装。

在一些实施方式中，所述轴承座10的轴向两端分别构造有能够安装所述第一端环11、第二端环12的轴端环槽103，所述轴端环槽103能够对所述一体式悬臂箔片的径向位置进行限位。

参见图3及图4所示，所述轴承座10由至少两个分体104组装形成，也即所述轴承座10不再是现有技术中的整体式结构，而是一种组装结构体。相邻的两个分体104之间销接，例如两个分体104相配合的面上同时设置有销体1041及销孔1042，通过两个分体104上分别具有的销体1041与销孔1042实现相邻的两个分体104的组装，该结构简单易于加工，且有利于径向轴承的安装和替换。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种一体式悬臂箔片，其特征在于，包括相对平行间隔且同心设置的第一端环(11)、第二端环(12)，所述第一端环(11)与所述第二端环(12)的直径相等且两者之间沿所述第一端环(11)的周向均匀间隔设置有多个弹性箔片(2)，所述弹性箔片(2)的固定端通过折弯部(3)连接于所述第一端环(11)与所述第二端环(12)之间。

2.根据权利要求1所述的一体式悬臂箔片，其特征在于，所述第一端环(11)、第二端环(12)、折弯部(3)及多个所述弹性箔片(2)通过圆环形箔片柱加工形成。

3.一种动压气浮径向轴承，包括轴承座(10)以及处于所述轴承座(10)内的轴瓦，其特征在于，所述轴瓦由至少两个权利要求1或2所述的一体式悬臂箔片组成。

4.根据权利要求3所述的动压气浮径向轴承，其特征在于，至少两个所述一体式悬臂箔片包括第一箔片(21)、第二箔片(22)，所述第一箔片(21)具有的第一端环(11)的直径大于所述第二箔片(22)具有的第一端环(11)的直径。

5.根据权利要求4所述的动压气浮径向轴承，其特征在于，所述第一箔片(21)具有的折弯部(3)的第一径向高度大于所述第二箔片(22)具有的折弯部(3)的第二径向高度，且所述轴承座(10)具有对应于所述第一箔片(21)的折弯部(3)的第一纵向凹槽(101)、对应于所述第二箔片(22)的折弯部(3)的第二纵向凹槽(102)，所述第一纵向凹槽(101)的槽深与所述第一径向高度相等，所述第二纵向凹槽(102)的槽深与所述第二径向高度相等。

6.根据权利要求4所述的动压气浮径向轴承，其特征在于，所述轴承座(10)的轴向两端分别构造有能够安装所述第一端环(11)、第二端环(12)的轴端环槽(103)。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的动压气浮径向轴承，其特征在于，所述轴承座(10)由至少两个分体(104)组装形成。

8.根据权利要求7所述的动压气浮径向轴承，其特征在于，相邻的两个分体(104)之间销接。

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