CN216691851U - 一种轴向支撑动压空气止推轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向支撑动压空气止推轴承，涉及空气轴承技术领域。本实用新型包括轴承座，轴承座的上表面开有若干增加轴承与转子止推板之间气膜压力的“鼓泡”型通气槽；“鼓泡”型通气槽包括进气区和增压区，进气区和增压区之间设有节流口；轴承座的上表面固定连接有为转子止推板提供支撑的弹性支撑组件；“鼓泡”型通气槽位于弹性支撑组件的下方。本实用新型通过采用“鼓泡”型通气槽，当转子转速提升时，气流通过“鼓泡”型通气槽流入轴承和转子止推板之间，由于“鼓泡”型通气槽的节流作用，增加了轴承和转子止推板之间的气膜压力，从而提升了轴承的承载能力。

Description

一种轴向支撑动压空气止推轴承

技术领域

本实用新型属于空气轴承技术领域，特别是涉及一种轴向支撑动压空气止推轴承。

背景技术

轴承作为旋转机械设备中必不可少的零部件，被广泛应用于各种机械设备。动压轴承凭借其适用转速高、无需辅机设备、耐高温、结构简单、高可靠性、免维护等优势成为高速、小功率旋转机械的首选。目前在空气循环机(ACM)、燃料电池空气压缩机、鼓风机、微型燃气轮机、涡轮发电机等无油高速旋转机械中已经大量应用。根据气体润滑机理，气体轴承可以分为静压气体轴承和动压气体轴承。气体动压轴承的工作原理是借助于转子止推板旋转时产生的动压效应，形成负载能力，对转子止推板形成轴向支撑。

现有公开号为CN201373019的中国实用新型《一种具有轴向支撑的动压气体止推轴承》，包括轴承座、支承箔片，轴承座上端面设置有至少三个周向均布的扇形瓦块，该扇形瓦块的一端加工有预楔角，每个扇形瓦块上连接一个所述的支承箔片，该支承箔片为扇形复合箔片，由大小相同的一个扇形鼓泡箔片和一个扇形平箔片构成，其中鼓泡箔片置于扇形瓦块上方、平箔片下方。该箔片轴承表面刚度均匀，能充分发挥平箔型箔片的优点，并利用鼓泡自身的变形来调节刚度，改善了轴承的结构刚度和动态特性。但是在转子转速过高的情况下该止推轴承的承载能力仍较为有限，容易失稳，导致使用受限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轴向支撑动压空气止推轴承，通过采用“鼓泡”型通气槽，当转子转速提升时，气流通过“鼓泡”型通气槽流入轴承和转子止推板之间，由于“鼓泡”型通气槽的节流作用，增加了轴承和转子止推板之间的气膜压力，从而提升了轴承的承载能力，解决现有轴向支撑气体轴承的转子在转速过高的情况下，承载能力有限，容易失稳，导致使用受限的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种轴向支撑动压空气止推轴承，包括轴承座，所述轴承座的上表面开有若干增加轴承与转子止推板之间气膜压力的“鼓泡”型通气槽；若干所述“鼓泡”型通气槽在轴承座的上表面呈圆周阵列排布。所述轴承座的上表面固定连接有为转子止推板提供支撑的弹性支撑组件。所述“鼓泡”型通气槽位于弹性支撑组件的下方。

作为本实用新型的一种优先技术方案，所述“鼓泡”型通气槽包括进气区和增压区，所述进气区和增压区之间设有节流口，通过“鼓泡”型通气槽的节流作用，增加了轴承和转子止推板之间的气膜压力。

作为本实用新型的一种优先技术方案，所述进气区的朝向与转子的转动方向相反，便于气体流入通气槽。

作为本实用新型的一种优先技术方案，所述“鼓泡”型通气槽包括第一侧边沿和第二侧边沿，所述第一侧边沿和第二侧边沿均采用流线型设计，所述第二侧边沿与轴承座的周侧面平滑连接，减少气体的流动阻力。

作为本实用新型的一种优先技术方案，所述弹性支撑组件包括若干扇形块，所述扇形块由扇形鼓泡箔片和扇形平箔片叠加组成，所述鼓泡箔片的下表面与轴承座的上表面固定连接，所述鼓泡箔片的上表面与平箔片的下表面固定连接。

作为本实用新型的一种优先技术方案，所述鼓泡箔片采用下凹的鼓泡结构，所述鼓泡箔片有鼓泡的表面与轴承座的上表面固定连接。

作为本实用新型的一种优先技术方案，所述鼓泡箔片采用双面的鼓泡结构，所述鼓泡箔片采用双层结构。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过采用“鼓泡”型通气槽，当转子转速提升时，气流通过“鼓泡”型通气槽流入轴承和转子止推板之间，由于“鼓泡”型通气槽的节流作用，增加了轴承和转子止推板之间的气膜压力，从而提升了轴承的承载能力。

2、本实用新型通过采用“鼓泡”型通气槽，当转子转速提升时，冷气流通过“鼓泡”型通气槽流经轴承，从而实现为轴承降温的功效，提升轴承的使用寿命。

3、本实用新型通过采用鼓泡箔片和平箔片叠加组成弹性支撑组件，为转子止推板提供支撑，鼓泡箔片沿半径方向和圆周方向刚度均可变化，能够均化压力，扩大轴承刚度的变化范围，从而进一步提高轴承的承载能力。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型的一种轴向支撑动压空气止推轴承的结构示意图；

图2为轴承座的结构示意图；

图3为轴承座的正视图；

图4为实施例二的结构示意图；

图5为实施例二中鼓泡箔片处于仰视视角的结构示意图；

图6为实施例二鼓泡箔片与平箔片装配的正视图；

图7为实施例三的结构示意图；

图8为实施例三鼓泡箔片与平箔片装配的正视图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-轴承座，2-通气槽，201-进气区，202-增压区，203-节流口，204-第一侧边沿，205-第二侧边沿，3-弹性支撑组件，301-鼓泡箔片，302-平箔片。

具体实施方式

下面将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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

请参阅图1-图3所示，本实用新型为一种轴向支撑动压空气止推轴承，包括轴承座1，轴承座1的上表面开有四个用于增加轴承与转子止推板之间气膜压力的“鼓泡”型通气槽2；四个“鼓泡”型通气槽2在轴承座1的上表面呈圆周阵列排布。“鼓泡”型通气槽2包括进气区201和增压区202，进气区201和增压区202之间设有节流口203，进气区201的朝向与转子的转动方向相反。随着转子的转速逐渐提升，气流从进气区201流入“鼓泡”型通气槽2，经节流口203流入增压区202。由于节流口203的截面积较小，气流在节流口203的流速较快，到达增压区202后的流速变慢。根据流体力学原理，流速小的地方压强大，则气流在增压区202的压力增大，即增加了轴承和转子止推板之间的气膜压力，从而提升了轴承的承载能力。另一方面，流入“鼓泡”型通气槽2的气体为较冷的空气，轴承长时间运转后，温度较高，较冷的空气可起到为轴承降温的作用，提升轴承的使用寿命。

请参阅图2和图3所示，“鼓泡”型通气槽2包括第一侧边沿204和第二侧边沿205，第一侧边沿204和第二侧边沿205均采用流线型设计，第二侧边沿205与轴承座1的周侧面平滑连接，减少气体流入“鼓泡”型通气槽2的阻力。轴承座1的上表面固定连接有为转子止推板提供支撑的弹性支撑组件3，弹性支撑组件3包括支撑箔片和平箔片302，支撑箔片固定在轴承座和平箔片302之间。“鼓泡”型通气槽2位于支撑箔片下方，转子转速升高时，流入“鼓泡”型通气槽2的气体也可为弹性支撑组件3提供额外支撑力。

实施例二

在实施例一的基础上，请参阅图4-图6所示，弹性支撑组件3包括四个扇形块，扇形块由扇形鼓泡箔片301和扇形平箔片302叠加组成，鼓泡箔片301和平箔片302的一端部焊接在轴承座1的上表面。鼓泡箔片301采用下凹的鼓泡结构，鼓泡箔片301有鼓泡的表面与轴承座1的上表面固定连接，鼓泡箔片301的上表面与平箔片302的下表面固定连接，为转子止推板提供支撑，鼓泡箔片301沿半径方向和圆周方向刚度均可变化，能够均化压力，扩大轴承刚度的变化范围，从而进一步提高轴承的承载能力。

实施例三

在实施例一的基础上，请参阅图7-图8所示，弹性支撑组件3包括四个扇形块，扇形块由扇形鼓泡箔片301和扇形平箔片302叠加组成，鼓泡箔片301和平箔片302的一端部焊接在轴承座1的上表面。鼓泡箔片301采用双面的鼓泡结构，双面鼓泡鼓泡箔片301由两片鼓泡箔片301没有鼓泡的一面贴合后焊接制成，鼓泡箔片301通过鼓泡为轴承座1的上表面和平箔片302的下表面提供支撑，该结构制作、调整简单，改变鼓泡箔片301鼓泡的尺寸可以得到不同支承性能的动压止推气体轴承，调节范围广。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种轴向支撑动压空气止推轴承，包括轴承座(1)，其特征在于，所述轴承座(1)的上表面开有若干增加轴承与转子止推板之间气膜压力的“鼓泡”型通气槽(2)；若干所述“鼓泡”型通气槽(2)在轴承座(1)的上表面呈圆周阵列排布；

所述轴承座(1)的上表面固定连接有为转子止推板提供支撑的弹性支撑组件(3)；

所述“鼓泡”型通气槽(2)位于弹性支撑组件(3)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种轴向支撑动压空气止推轴承，其特征在于，所述“鼓泡”型通气槽(2)包括进气区(201)和增压区(202)，所述进气区(201)和增压区(202)之间设有节流口(203)。

3.根据权利要求2所述的一种轴向支撑动压空气止推轴承，其特征在于，所述进气区(201)的朝向与转子的转动方向相反。

4.根据权利要求2所述的一种轴向支撑动压空气止推轴承，其特征在于，所述“鼓泡”型通气槽(2)包括第一侧边沿(204)和第二侧边沿(205)，所述第一侧边沿(204)和第二侧边沿(205)均采用流线型设计，所述第二侧边沿(205)与轴承座(1)的周侧面平滑连接。

5.根据权利要求1所述的一种轴向支撑动压空气止推轴承，其特征在于，所述弹性支撑组件(3)包括若干扇形块，所述扇形块由扇形鼓泡箔片(301)和扇形平箔片(302)叠加组成，所述鼓泡箔片(301)的下表面与轴承座(1)的上表面固定连接，所述鼓泡箔片(301)的上表面与平箔片(302)的下表面固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种轴向支撑动压空气止推轴承，其特征在于，所述鼓泡箔片(301)采用下凹的鼓泡结构，所述鼓泡箔片(301)有鼓泡的表面与轴承座(1)的上表面固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种轴向支撑动压空气止推轴承，其特征在于，所述鼓泡箔片(301)采用双面的鼓泡结构，所述鼓泡箔片(301)采用双层结构。

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