CN218440206U - 刚度可调的箔片气体推力轴承结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种刚度可调的箔片气体推力轴承结构，可调刚度的弹性组件放置于轴承座上的扇形凹槽中，顶层箔片一端焊接在轴承座的扇形凹槽内的边凹槽中，另一端为自由端，装配时，顶层箔片对可调刚度的弹性组件通过预压力使其轴向固定。由于弹性组件的弹性行程较大、刚度适中，因此可以满足轴向位移较大的工况，降低了对于转子轴承系统加工及装配精度的要求；由于弹性组件的刚度可以通过改变开槽圆柱销的长度、壁厚、位置、开口等很多方式进行连续调节并能实现变刚度，因此可以获得十分精确的刚度曲线，可以满足特殊刚度要求的工况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种弹性箔片轴承，特别涉及一种刚度可调的箔片气体推力轴承结构。
背景技术
弹性箔片动压气体轴承是以气体作为润滑介质的动压轴承。相比于传统轴承具有噪音小、无污染、稳定性高、允许转速高、旋转精度好等诸多优点，在高速旋转机械中得到了越来越广泛的应用。
典型的弹性箔片动压气体推力轴承，由于顶层箔片及底层弹性拱箔均焊接在轴承底座上，轴承刚度较大且弹性行程较小，对制造及装配精度的要求都很高，难以适用于轴向位移较大的工况。同时轴承制造完成后难以对其刚度进行调整，若想改变刚度需要改变波箔的结构，因此需要重新制作模具，很难实现轴承刚度的连续调节。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种刚度可调的箔片气体推力轴承结构，具有较大的弹性行程和适中的支撑刚度，同时主要零件制造完成后可以方便地调节轴承的刚度，且能够实现轴承刚度的连续调节。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种刚度可调的箔片气体推力轴承结构，包括轴承座、顶层箔片以及可调刚度的弹性组件，可调刚度的弹性组件放置于轴承座上的扇形凹槽中，顶层箔片一端焊接在轴承座的扇形凹槽内的边凹槽中，另一端为自由端，装配时，顶层箔片对可调刚度的弹性组件通过预压力使其轴向固定。
进一步，所述轴承座上的扇形凹槽数量为N个，N为偶数且N≥4，根据轴承尺寸取4、6、8，，则相应的弹性组件的数量就为N个，拱箔的数量为2N个。
进一步，所述顶层箔片为扇形，其圆心角度大于轴承座上扇形凹槽的圆心角，保证轴承达到弹性极限后顶层箔片仍高于轴承座的表面，仍然能够形成气楔，避免转子直接与轴承大面积接触。
进一步，所述弹性组件由拱箔和开槽圆柱销组成，弹性组件两端的开槽圆柱销上下部与两片拱箔刚性连接，两片拱箔之间根据轴承尺寸以及所需刚度插入相应数量的开槽圆柱销。
进一步，每个弹性组件中的开槽圆柱销的数量为M个，M≥3，根据轴承尺寸及所需刚度选取，则开槽圆柱销的数量共为MN个。
进一步，所述拱箔由模具压制成型后切割成与轴承座上边凹槽相同的形状，形成小间隙配合或过渡配合。
进一步，所述弹性组件中开槽圆柱销由直径1.5毫米左右的毛细钢管切割出一个0.5毫米宽度的开口或直接使用开槽圆柱销，根据刚度需求选用不同厚度的开槽圆柱销，并根据行程改变开口大小。
进一步，所述开槽圆柱销与拱箔采用激光焊接刚性连接。
本实用新型的有益效果为：
由于弹性组件的弹性行程较大、刚度适中，因此可以满足轴向位移较大的工况，降低了对于转子轴承系统加工及装配精度的要求；由于弹性组件的刚度可以通过改变开槽圆柱销的长度、壁厚、位置、开口等很多方式进行连续调节并能实现变刚度，因此可以获得十分精确的刚度曲线，可以满足特殊刚度要求的工况；由于弹性组件的刚度调整仅需要改变开槽圆柱销的参数，无需改变拱箔，使用一套模具即可制造不同刚度的轴承，大大降低了制造成本。
附图说明
图1为本实用新型的刚度可调的箔片气体推力轴承结构整体示意图；
图2为本实用新型去掉顶层箔片的示意图；
图3为本实用新型的轴承座的示意图；
图4为本实用新型的弹性组件的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1、图2、图3和图4所示，一种刚度可调的箔片气体推力轴承结构，包括轴承座1、顶层箔片2以及弹性组件3，弹性组件3由拱箔4和开槽圆柱销5组成。弹性组件3两端的开槽圆柱销5上下部使用激光焊接与两片拱箔4刚性连接，两片拱箔4之间可根据轴承尺寸以及所需刚度插入一定数量的开槽圆柱销5。弹性组件3放置于轴承座1上的凹槽b中，顶层箔片2一端焊接在轴承座1上的凹槽a中，另一端为自由端。装配时顶层箔片2对弹性组件3有一定的预压力使其轴向固定。
轴承座1上凹槽数量为N个，N为偶数且N≥4，根据轴承尺寸可取4、6、8等，一般为8个，则相应的弹性组件3的数量就为N个，拱箔4的数量为2N个。每个弹性组件3中的开槽圆柱销5的数量为M个，M≥3，根据轴承尺寸及所需刚度选取，则开槽圆柱销5的数量共为MN个。
顶层箔片为2扇形，其圆心角度应略大于轴承座1上扇形凹槽的圆心角，保证轴承达到弹性极限后顶层箔片2仍高于轴承座1的表面，仍然能够形成气楔，避免转子直接与轴承大面积接触。
弹性组件3中拱箔4由模具压制成型后切割成与轴承座1上凹槽b相同的形状，形成小间隙配合或过度配合。
弹性组件3中开槽圆柱销5由直径1.5毫米左右的毛细钢管切割出一个0.5毫米左右宽度的开口或直接使用开槽圆柱销，可根据刚度需求选用不同厚度的开槽圆柱销5，根据行程改变开口大小。
弹性组件3中两端的开槽圆柱销5与拱箔4刚性连接，一般采用激光焊接的方式。两端的开槽圆柱销5壁厚较薄、开口较大，使轴承的基础刚度较小。中间根据轴承尺寸及刚度、行程要求插入一定数量的开槽圆柱销5，可以通过改变开槽圆柱销5的长度、壁厚等方式连续调节轴承的刚度，也可以通过改变开槽圆柱销5的开口大小、方向以及排列顺序实现变刚度支撑。
Claims (8)
1.一种刚度可调的箔片气体推力轴承结构，其特征在于：包括轴承座、顶层箔片以及可调刚度的弹性组件，可调刚度的弹性组件放置于轴承座上的扇形凹槽中，顶层箔片一端焊接在轴承座的扇形凹槽内的边凹槽中，另一端为自由端，装配时，顶层箔片对可调刚度的弹性组件通过预压力使其轴向固定。
2.根据权利要求1所述的刚度可调的箔片气体推力轴承结构，其特征在于：所述轴承座上的扇形凹槽数量为N个，N为偶数且N≥4，根据轴承尺寸取4、6、8，则相应的弹性组件的数量就为N个，拱箔的数量为2N个。
3.根据权利要求1所述的刚度可调的箔片气体推力轴承结构，其特征在于：所述顶层箔片为扇形，其圆心角度大于轴承座上扇形凹槽的圆心角，保证轴承达到弹性极限后顶层箔片仍高于轴承座的表面，仍然能够形成气楔，避免转子直接与轴承大面积接触。
4.根据权利要求1所述的刚度可调的箔片气体推力轴承结构，其特征在于：所述弹性组件由拱箔和开槽圆柱销组成，弹性组件两端的开槽圆柱销上下部与两片拱箔刚性连接，两片拱箔之间根据轴承尺寸以及所需刚度插入相应数量的开槽圆柱销。
5.根据权利要求4所述的刚度可调的箔片气体推力轴承结构，其特征在于：每个弹性组件中的开槽圆柱销的数量为M个，M≥3，根据轴承尺寸及所需刚度选取，则开槽圆柱销的数量共为MN个。
6.根据权利要求4所述的刚度可调的箔片气体推力轴承结构，其特征在于：所述拱箔由模具压制成型后切割成与轴承座上边凹槽相同的形状，形成小间隙配合或过渡配合。
7.根据权利要求4所述的刚度可调的箔片气体推力轴承结构，其特征在于：所述弹性组件中的开槽圆柱销由直径1.5毫米左右的毛细钢管切割出一个0.5毫米宽度的开口或直接使用开槽圆柱销，根据刚度需求选用不同厚度的开槽圆柱销，并根据行程改变开口大小。
8.根据权利要求4所述的刚度可调的箔片气体推力轴承结构，其特征在于：所述开槽圆柱销与拱箔采用激光焊接刚性连接。
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2022
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