CN218063093U - 一种径向空气轴承 - Google Patents

Abstract

一种径向空气轴承，包括由外至内依次嵌套的轴承座、波箔层和顶箔，轴承座，于其内壁上开设有一固定插槽;波箔层，所述波箔层包括固定层和波箔，所述固定层其一端向离心方向弯折形成第一固定翻边，另一端周向延伸形成自由端，所述固定层上固定安装有多个波箔；所述波箔其一端为固定端，另一端为自由端，顶箔，所述顶箔与所述固定层形状相同且设于所述固定层内侧，所述顶箔一端向离心方向弯折形成第二固定翻边，所述第二固定翻边与所述第一固定翻边贴合形成固定部，并插入固定插槽内。各个分散的波箔互连到一起，各个波箔通过固定层相互制约，解决了动压径向空气轴承在使用过程中，分散的子波箔容易沿轴向错位的问题，从而提高了使用时的稳定性。

Description

一种径向空气轴承

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池发动机技术领域，具体涉及一种径向空气轴承。

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。

现有技术中，径向箔片动压空气轴承由一个顶箔与一个波箔构成，波箔置于轴承座内孔中并且沿圆周方向与轴承座内孔壁贴合，顶箔置于波箔内并且沿圆周方向与波箔贴合。顶箔与波箔沿圆周方向均不闭合，为开口结构，其中一端称之为自由端，另一端称之为固定端。

而对于顶箔来说，其自由端并没有约束，顶箔自由端可以沿圆周方向小范围内移动，这对于径向箔片动压空气轴承的正常工作来说是必须的，因为箔片动压空气轴承在承受载荷时，波箔在承载区会发生弹性变形，必须通过顶箔沿圆周方向的自由移动与波箔的变形相匹配来保证轴承可以稳定承载，提高轴系运行的稳定性。

但是顶箔自由端还可以沿轴向发生移动，也即顶箔会发生轴向错位。箔片动压空气轴承在正常工作时，顶箔自由端区域不可避免会受到轴系沿轴向振动的影响，顶箔容易沿着轴向发生错位，同时由于顶箔与波箔紧密接触，两者之间摩擦的存在导致波箔自由端也容易沿轴向发生错位。

从径向箔片动压空气轴承的安装方式来看，现有的波箔为一整个波箔整体，波箔包括固定端盒自由端，所述自由端又多个子波箔组成，子波箔间仅通过固定端连接，该波箔为一整体两端的子波箔由于气膜压力小及运行时振动影响，两端子波箔沿轴向更容易发生错位。箔片的错位会让承载区有效工作气膜分布不均匀，降低箔片动压空气轴承的承载能力及稳定性，导致轴系运行不稳，振动加剧，严重时甚至有可能发生轴系烧损。目前，还没有有效办法解决径向箔片动压空气轴承的箔片沿轴向错位的问题。

实用新型内容

为解决上述问题本实用新型目的是提供一种径向空气轴承，包括由外至内依次嵌套的轴承座、波箔层和顶箔，其特征在于:

轴承座，于其内壁上开设有一固定插槽;

波箔层，所述波箔层包括固定层和波箔，所述固定层其一端向离心方向弯折形成第一固定翻边，另一端周向延伸形成自由端，所述固定层上固定安装有多个波箔；所述波箔其一端为固定端，另一端为自由端，所述自由端为波浪状，所述波箔上具有一道或多道割口；

顶箔，所述顶箔与所述固定层形状相同且设于所述固定层内侧，所述顶箔一端向离心方向弯折形成第二固定翻边，所述第二固定翻边与所述第一固定翻边贴合形成固定部，并插入固定插槽内。

进一步地，所述固定插槽开口也为向离心方向开口，所述固定插槽与所述第一固定翻边和第二固定翻边弯折角度相同。

进一步地，所述径向轴承外侧呈圆周分布有多个通风凹槽。

进一步地，靠近所述固定插槽处的通风凹槽上设有多个与所述固定插槽连通的定位孔，所述定位孔内设有定位销，所述定位销将所述固定部固定于所述固定插槽内。

进一步地，所述定位孔至少为两个。

进一步地，所述波箔独立固定于所述固定层，所述波箔首尾相连分布。

进一步地，所述割口由波箔的自由端内侧贯通其自由端外侧，将波箔主体于轴向上分割成多段子波箔，多段子波箔间仅通过固定端连接。

进一步地，所述割口首端至少设于所述自由端内侧第二个波纹。

本实用新型的优势在于：

（1）该径向箔片动压空气轴承中增设了固定层，通过固定层将现有的整体波箔拆分成多个波箔单元，在周向的不同位置互相连接在一起，使各个分散的波箔互连到一起，各个波箔通过固定层相互制约，解决了动压径向空气轴承在使用过程中，分散的子波箔容易沿轴向错位的问题，从而提高了径向动压空气轴承使用时的稳定性。

（2）轴承座内设有倾斜角度的固定插槽可以对波箔层和顶箔进行限位，倾斜的角度方便在插入的同时对其结构进行位置固定，最后通过定位销进行锁紧固定，方便安装的同时也解决了径向箔片动压空气轴承在使用过程中，顶箔沿轴向错位的问题，从而提高了轴承的稳定性，及使用寿命。

（3）轴承座上设有通风凹槽可以在轴承使用时对其进行引风冷却的作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型固定插槽结构图；

图3是本实用新型波箔层结构图；

图4是本实用新型波箔结构图。

图纸标号

轴承座（1），波箔层（2），固定层（21），波箔（22），顶箔（3），固定插槽（4），第一固定翻边（5），固定端（6），自由端（7），割口（8），第二固定翻边（9），通风凹槽（10），定位孔（11）。

具体实施方式

下面通过结合附图的形式来对本实用新型的具体实施方式来做进一步的详细的说明，但以下实施例仅列举的是较优选的实施例，其仅起到解释说明的作用来帮助理解本实用新型，并不能理解为是对本实用新型作的限定。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1-4所示，一种径向空气轴承，包括由外至内依次嵌套的轴承座1、波箔层2和顶箔3，轴承座1，于其内壁上开设有一固定插槽4;

波箔层2，所述波箔层2包括固定层21和波箔22，所述固定层21其一端向离心方向弯折形成第一固定翻边5，所述固定层21上固定安装有多个波箔22；所述波箔22其一端为固定端6，另一端为自由端7，所述自由端7为波浪状，所述波箔22上具有一道或多道割口8；

顶箔3，所述顶箔3与所述固定层21形状相同且设于所述固定层21内侧，所述顶箔3一端向离心方向弯折形成第二固定翻边9，所述第二固定翻边9与所述第一固定翻边5贴合形成固定部，并插入固定插槽4内。

所述固定插槽4开口也为向离心方向开口，所述固定插槽4与所述第一固定翻边5和第二固定翻边9弯折角度相同。

所述轴承座1外侧呈圆周分布有多个通风凹槽10。

靠近所述固定插槽4处的通风凹槽10上设有两个与所述固定插槽4连通的定位孔11，所述定位孔内11设有定位销，所述定位销将所述固定部固定于所述固定插槽4内。

所述波箔22独立固定于所述固定层21，所述波箔22首尾相连分布。

实施例2

一种波箔层，包括固定层和波箔，所述固定层周向卷曲设置，一端为固定端，具有向离心方向弯折形成的第一固定翻边，另一端周向延伸形成自由端，所述波箔22其一端为固定端6与固定层固定连接，另一端为自由端7，所述自由端7为波浪状，所述波箔22上具有一道或多道割口8，所述割口8由波箔22的自由端7内侧贯通其自由端7外侧，将波箔22主体于轴向上分割成多段子波箔，多段子波箔间仅通过固定端6连接。

该波箔层通过将现有的整体波箔分散成多个波箔，多个波箔在周向的不同位置分别与固定层连接在一起，使各个分散的波箔互连到一起，波箔直接相互制约，解决了动压径向空气轴承在使用过程中，波箔容易沿轴向错位的问题，从而提高了应用该波箔的径向动压空气轴承使用时的稳定性。

实施例3

公开的一种径向空气轴承的安装方式，一种径向空气轴承，包括由外至内依次嵌套的轴承座1、波箔层2和顶箔3，轴承座1，于其内壁上开设有一固定插槽4，波箔层2，所述波箔层2包括固定层21和波箔22，所述固定层21其一端向离心方向弯折形成第一固定翻边5，所述顶箔3与所述固定层21形状相同且设于所述固定层21内侧，所述顶箔3一端向离心方向弯折形成第二固定翻边9，所述第二固定翻边9与所述第一固定翻边5贴合形成固定部，并插入固定插槽4内。

所述固定插槽4开口也为向离心方向开口，呈一定角度，所述固定插槽4与所述第一固定翻边5和第二固定翻边9弯折角度相同。靠近所述固定插槽4处的通风凹槽10上设有多个与所述固定插槽4连通的定位孔11，所述定位孔内11设有定位销，所述定位销将所述固定部固定于所述固定插槽4内。

解决了径向箔片动压空气轴承在使用过程中，顶箔和波箔沿轴向错位的问题，并且方便安装提高了轴承的稳定性，提高了轴承的使用寿命。

本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，对其进行简单的组合变化都列为本实用新型的保护之内。

Claims (8)

1.一种径向空气轴承，包括由外至内依次嵌套的轴承座（1）、波箔层（2）和顶箔（3），其特征在于:

轴承座（1），于其内壁上开设有一固定插槽（4）;

波箔层（2），所述波箔层（2）包括固定层（21）和波箔（22），所述固定层（21）其一端向离心方向弯折形成第一固定翻边（5），所述固定层（21）上固定安装有多个波箔（22）；所述波箔（22）其一端为固定端（6），另一端为自由端（7），所述自由端（7）为波浪状，所述波箔（22）上具有一道或多道割口（8）；

顶箔（3），所述顶箔（3）与所述固定层（21）形状相同且设于所述固定层（21）内侧，所述顶箔（3）一端向离心方向弯折形成第二固定翻边（9），所述第二固定翻边（9）与所述第一固定翻边（5）贴合形成固定部，并插入固定插槽（4）内。

2.根据权利要求1所述的径向空气轴承，其特征在于：所述固定插槽（4）开口也为向离心方向开口，所述固定插槽（4）与所述第一固定翻边（5）和第二固定翻边（9）弯折角度相同。

3.根据权利要求1所述的径向空气轴承，其特征在于：所述轴承座（1）外侧呈圆周分布有多个通风凹槽（10）。

4.根据权利要求3所述的径向空气轴承，其特征在于：靠近所述固定插槽（4）处的通风凹槽（10）上设有多个与所述固定插槽（4）连通的定位孔（11），所述定位孔（11）内设有定位销，所述定位销将所述固定部固定于所述固定插槽（4）内。

5.根据权利要求4所述的径向空气轴承，其特征在于：所述定位孔（11）至少为两个。

6.根据权利要求1所述的径向空气轴承，其特征在于：所述波箔（22）独立固定于所述固定层（21），所述波箔（22）首尾相连分布。

7.根据权利要求1所述的径向空气轴承，其特征在于：所述割口（8）由波箔（22）的自由端（7）内侧贯通其自由端（7）外侧，将波箔（22）主体于轴向上分割成多段子波箔，多段子波箔间仅通过固定端（6）连接。

8.根据权利要求1所述的径向空气轴承，其特征在于：所述割口（8）首端至少设于所述自由端（7）内侧第二个波纹。

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