CN219911492U - 一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，涉及空气轴承的技术领域，解决了气体箔片轴承在高速时，在转子的上端缺少对转子振动的抑制能力，会使得转子出现较大程度上的振动，轴承的高速稳定性较低，限制了气体箔片轴承在更加高速的旋转机械上的使用的问题，包括：轴承套、波纹箔片和顶箔片，在轴承套的内表面左右两侧分别加工出一个燕尾槽，将顶箔片的两端分别插入到燕尾槽的两端，波纹箔片仍采用焊接的方式安装在轴承套内壁上，通过两种结构，将传统气体箔片轴承的只有转子下方产生承载气膜改为在转子下方产生承载气膜的同时，在转子上方产生对转子振动起到抑制作用的气膜，可以有效的提高轴承在高速运行时的稳定性。

Description

一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承

技术领域

本实用新型涉及空气轴承的技术领域，尤其涉及一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承。

背景技术

随着现代科技的不断发展，高速旋转机械在工业中越来越得到广泛应用。为了适应目前的技术发展，高速旋转机械呈现出小型化、高速化的趋势。而在此过程中作为支承转子旋转的轴承的性能则越来越受到工程师们的重视。

气体箔片轴承作为一种使用气体为润滑介质的动压式轴承，有着摩擦功耗小、无污染、旋转精度高等优点，目前已在氢燃料电池空压机、高速电机、微型燃气轮机等高速旋转机械领域得到了广泛的应用。传统的气体箔片轴承往往使用的是单瓦片，即只使用单一顶箔片，通过将顶箔片一端固定，另一端保持自由的方式使得转子旋转时由自由端转向固定端，通过转子和轴承之间的楔形间隙吸入气体进而产生承载气膜，这种类型的气体箔片轴承，当转子运行时，在转子重力的作用，只有轴承下半部分可以产生承载的气膜。因此，此种结构的气体箔片轴承在高速时，在转子的上端缺少对转子振动的抑制能力，会使得转子出现较大程度上的振动，轴承的高速稳定性较低，限制了气体箔片轴承在更加高速的旋转机械上的使用。

实用新型内容

针对上述产生的气体箔片轴承在高速时，在转子的上端缺少对转子振动的抑制能力，会使得转子出现较大程度上的振动，轴承的高速稳定性较低，限制了气体箔片轴承在更加高速的旋转机械上的使用的问题，本实用新型的目的在于提供一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，在提高轴承的高速稳定性的同时，保证其具有足够的对水平冲击的抵抗能力。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，包括：轴承套1、波纹箔片2和顶箔片3，所述轴承套1呈环状，沿轴承套1的内壁安装有两个所述顶箔片3，两个所述顶箔片3合围形成第一环，所述第一环和所述轴承套1的内壁之间安装有两个所述波纹箔片2，两个所述波纹箔片2合围形成第二环。

上述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，所述轴承套1的内壁开设有两个燕尾槽4，每一个顶箔片3的两端分别位于两个所述燕尾槽4内。

上述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，两个所述燕尾槽4和轴承套1的中心轴线位于同一平面。

上述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，两个所述燕尾槽4分别和轴承套1的中心轴线连接后形成的平面夹角小于180度。

上述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，每一个所述顶箔片3上均设有至少两个至少两道长豁口，多道所述长豁口相互平行。

上述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，多道所述长豁口沿轴承套1的内壁的圆周设置。

上述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，每一道所述长豁口的宽度范围为0.1mm至0.5mm。

上述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，每一个所述顶箔片3的厚度范围为0.05mm至0.3mm。

上述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，两个所述波纹箔片2均与所述轴承套1的内壁通过焊接连接。

一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，包括：轴承套1、波纹箔片2和顶箔片3，所述轴承套1呈环状，沿轴承套1的内壁安装有至少三个所述顶箔片3，多个所述顶箔片3合围形成第一环，所述第一环和所述轴承套1的内壁之间安装有至少三个所述波纹箔片2，多个所述波纹箔片2合围形成第二环，所述轴承套1的内壁开设有多个燕尾槽4，每一个顶箔片3的两端分别位于两个所述燕尾槽4内。

本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本实用新型提出了一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，将传统气体箔片轴承的只有转子下方产生承载气膜改为在转子下方产生承载气膜的同时，在转子上方产生对转子振动起到抑制作用的气膜，通过这种结构可以有效的提高轴承在高速运行时的稳定性，本实用新型采用的是在轴承套使用两个夹角角度小于180度的燕尾槽4,即0°<α<180°，虽然上瓦面积的减小使得轴承上瓦产生的动压效果较弱，抑制转子向上运动的能力较弱，但是由于燕尾槽向轴承上方偏移，使得轴承在水平方向上的瓦块连续，轴承可以因此获得对水平冲击的抵抗能力；

(2)本实用新型在轴承套上开设有两个燕尾槽，这两个燕尾槽位于轴承套左右两侧的相对位置，通过将顶箔片插入燕尾槽中来固定住顶箔片，而在顶箔片下方则通过焊接的方式来固定波纹箔片，可以在轴承的下端形成一个气体承载区域支承转子旋转的同时，在转子上端也会形成气膜，起到对转子向上运动的抑制作用；

(3)本实用新型在轴承套上开设有两个燕尾槽，这两个燕尾槽位于轴承套左右两侧的相对位置，通过将顶箔片插入燕尾槽中来固定住顶箔片，而在顶箔片下方则通过焊接的方式来固定波纹箔片，可以进一步提高轴承在高速时运行的稳定性，使得气体箔片轴承可以使用在更高转速的旋转机械上。

附图说明

图1是本实用新型的一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承的结构一的装配示意图。

图2是本实用新型的一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承的结构二的装配示意图。

图3是本实用新型的一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承的结构一的装配图。

图4是本实用新型的一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承的结构二的装配图。

图5是本实用新型的一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承的结构一的燕尾槽轴承套示意图。

图6是本实用新型的一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承的结构二的燕尾槽轴承套示意图。

图7是本实用新型的一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承的波纹箔片示意图。

图8是本实用新型的一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承的顶箔片示意图。

附图中：1、轴承套；2、波纹箔片；3、顶箔片；4、燕尾槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

请参照图1至图8所示，示出了一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，包括：轴承套1、波纹箔片2和顶箔片3，轴承套1呈环状，沿轴承套1的内壁安装有两个顶箔片3，两个顶箔片3合围形成第一环，第一环和轴承套1的内壁之间安装有两个波纹箔片2，两个波纹箔片2合围形成第二环。

进一步，在一种较佳实施例中，轴承套1的内壁开设有两个燕尾槽4，每一个顶箔片3的两端分别位于两个燕尾槽4内。

进一步，在一种较佳实施例中，两个燕尾槽4和轴承套1的中心轴线位于同一平面。

进一步，在一种较佳实施例中，两个燕尾槽4分别和轴承套1的中心轴线连接后形成的平面夹角小于180度。

进一步，在一种较佳实施例中，每一个顶箔片3上均设有至少两个至少两道长豁口，多道长豁口相互平行。

进一步，在一种较佳实施例中，多道长豁口沿轴承套1的内壁的圆周设置。

进一步，在一种较佳实施例中，每一道长豁口的宽度范围为0.1mm至0.5mm。

进一步，在一种较佳实施例中，每一个顶箔片3的厚度范围为0.05mm至0.3mm。

进一步，在一种较佳实施例中，两个波纹箔片2均与轴承套1的内壁通过焊接连接。

进一步，在一种较佳实施例中，一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其中，包括：轴承套1、波纹箔片2和顶箔片3，轴承套1呈环状，沿轴承套1的内壁安装有至少三个顶箔片3，多个顶箔片3合围形成第一环，第一环和轴承套1的内壁之间安装有至少三个波纹箔片2，多个波纹箔片2合围形成第二环，轴承套1的内壁开设有多个燕尾槽4，每一个顶箔片3的两端分别位于两个燕尾槽4内。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围。

本实用新型在上述基础上还具有如下实施方式：

本实用新型的进一步实施例中，本实用新型提出了一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，本实用新型在轴承套1上开设有两个燕尾槽4，这两个燕尾槽4位于轴承套1左右两侧的相对位置，通过将顶箔片3插入燕尾槽4中来固定住顶箔片3，而在顶箔片3下方则通过焊接的方式来固定波纹箔片2。通过以上的这种方式，可以在轴承的下端形成一个气体承载区域支承转子旋转的同时，在转子上端也会形成气膜，起到对转子向上运动的抑制作用。通过这种结构可以进一步提高轴承在高速时运行的稳定性，使得气体箔片轴承可以使用在更高转速的旋转机械上。

本实用新型的进一步实施例中，本实用新型提出了一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，将传统气体箔片轴承的只有转子下方产生承载气膜改为在转子下方产生承载气膜的同时，在转子上方产生对转子振动起到抑制作用的气膜。通过这种结构可以有效的提高轴承在高速运行时的稳定性。

本实用新型的进一步实施例中，一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，包括轴承套1、波纹箔片2、顶箔片3；

本实用新型的进一步实施例中，轴承套1是用来固定波纹箔片2和顶箔片3的中空圆柱筒，在轴承套1左右两侧可分别开有一个燕尾形槽4，安装顶箔片3时，将顶箔片插入燕尾槽中进行固定；燕尾槽4与轴承套1的内壁相连通，为开口状态；燕尾槽4的开设角度有以下两种方案：其一是在轴承套1的内壁中180度水平线上分别相对开设两个燕尾槽4，装配图如说明书附图5所示，其二是在轴承套1内壁上开设的燕尾槽夹角小于180度，范围为0°<α<180°，即上顶箔片在圆周方向上角度小，下顶箔片在圆周方向上角度大。装配图如说明书附图6所示；两种方式的区别如下：使用第一种燕尾槽的分布位置时，由于轴承上瓦面积较大，因此可以产生的气膜会对转子振动有更强的抑制作用，轴承的高速稳定性更好。然而由于左右两侧燕尾槽的存在会使得轴承在运行时转子在轴承左右两侧的支承刚度非常低，导致轴承缺少对水平冲击的抵抗能力。使用第二种燕尾槽分布，虽然上瓦面积的减小使得轴承上瓦产生的动压效果较弱，抑制转子向上运动的能力较弱，但是由于燕尾槽向轴承上方偏移，使得轴承在水平方向上的瓦块连续，轴承可以因此获得对水平冲击的抵抗能力。

本实用新型的进一步实施例中，燕尾槽4是在轴承套1内壁上加工而成的，单个燕尾槽4的左右两边分别与轴承套1的内壁形成为具有一定宽度的细长槽，为了能够允许顶箔片3插入与固定，其宽度略大于顶箔片3厚度0.01-0.5mm；

本实用新型的进一步实施例中，波纹箔片2是周向未闭合的中空圆柱筒结构。在波纹箔片2表面有着2-4道圆周方向上宽度为0.1～0.5mm宽的长豁口；波纹箔片2通过焊接的方式固定在轴承套内壁上，在距离燕尾槽4入口处一定长度时，在顶箔片3下方便没有波纹箔片2，以方便顶箔片3弯折插入燕尾槽4中，如说明书附图3和图4所示；波纹箔片2外径的尺寸小于轴承套1的内径尺寸。

本实用新型的进一步实施例中，如说明书附图8所示顶箔片3是周向未闭合的中空圆柱筒结构。顶箔片3厚度为0.05～0.3mm，材料为镍基合金、不锈钢、铜等金属材料和聚四氟乙烯等非金属材料；说明书附图8中的顶箔片3形状是经过一定弯折后，即为插入燕尾槽4中而弯折的顶箔片3形状；顶箔片3的尺寸小于波纹箔片2的尺寸；顶箔片3位于波纹箔片2的内部，顶箔片3的外表面和波纹箔片2的内表面相接触；将顶箔片3两端插入轴承套1内壁的燕尾槽4中进行固定，由于顶箔片3两端均在燕尾槽4内，因此，顶箔片3不会发生圆周方向的窜动。

本实用新型的进一步实施例中，本实用新型共有两种结构：

结构一：采用的是在轴承套1使用两个位于轴承套180度水平线上的燕尾槽4，将顶箔片3的两端分别插入到燕尾槽4的两端，通过燕尾槽4的“燕尾”压住顶箔片，波纹箔片3波纹箔片2采用焊接的方式安装在轴承套1内壁上；

结构二：采用的是在轴承套使用两个夹角角度小于180度的燕尾槽4,即0°<α<180°。对于每个顶箔片3而言，同样是将顶箔片3的两端分别插入到燕尾槽4的两端，通过燕尾槽4的“燕尾”压住顶箔片，波纹箔片3波纹箔片2仍采用焊接的方式安装在轴承套1内壁上；

本实用新型的进一步实施例中，两种结构区别如下：使用结构一时，由于轴承上瓦面积较大，因此可以产生的气膜会对转子振动有更强的抑制作用，轴承的高速稳定性更好。然而由于左右两侧燕尾槽的存在会使得轴承在运行时转子在轴承左右两侧的支承刚度非常低，导致轴承缺少对水平冲击的抵抗能力。使用结构二时，虽然上瓦面积的减小使得轴承上瓦产生的动压效果较弱，抑制转子向上运动的能力较弱，但是由于燕尾槽向轴承上方偏移，使得轴承在水平方向上的瓦块连续，轴承可以因此获得对水平冲击的抵抗能力。

本实用新型的进一步实施例中，本实用新型提出了一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，将传统气体箔片轴承的只有转子下方产生承载气膜改为在转子下方产生承载气膜的同时，在转子上方产生对转子振动起到抑制作用的气膜。通过这种结构可以有效的提高轴承在高速运行时的稳定性。

本实用新型的进一步实施例中，一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，包括轴承套1、波纹箔片2、顶箔片3，轴承套1是用来固定波纹箔片2和顶箔片3的中空圆柱筒，在轴承套1左右两侧可分别开有一个燕尾形槽4，安装顶箔片3时，将顶箔片插入燕尾槽中进行固定；燕尾槽4与轴承套1的内壁相连通，为开口状态；燕尾槽4的开设角度有以下两种方案：其一是在轴承套1的内壁中180度水平线上分别相对开设两个燕尾槽4，装配图如说明书附图5所示，其二是在轴承套1内壁上开设的燕尾槽夹角小于180度，范围为0°<α<180°，即上顶箔片在圆周方向上角度小，下顶箔片在圆周方向上角度大。装配图如说明书附图6所示；两种方式的区别如下：使用第一种燕尾槽的分布位置时，由于轴承上瓦面积较大，因此可以产生的气膜会对转子振动有更强的抑制作用，轴承的高速稳定性更好。然而由于左右两侧燕尾槽的存在会使得轴承在运行时转子在轴承左右两侧的支承刚度非常低，导致轴承缺少对水平冲击的抵抗能力。使用第二种燕尾槽分布，虽然上瓦面积的减小使得轴承上瓦产生的抑制能力较弱，但是由于燕尾槽向轴承上方偏移，使得轴承在水平方向上的瓦块连续，轴承可以因此获得对水平冲击的抵抗能力。

本实用新型的进一步实施例中，燕尾槽4是在轴承套1内壁上加工而成的，单个燕尾槽4的左右两边分别与轴承套1的内壁形成为具有一定宽度的细长槽，为了能够允许顶箔片3插入与固定，其宽度略大于顶箔片3厚度0.01-0.5mm；

本实用新型的进一步实施例中，波纹箔片2是周向未闭合的中空圆柱筒结构。在波纹箔片2表面有着2-4道圆周方向上宽度为0.1～0.5mm宽的长豁口；波纹箔片2通过焊接的方式固定在轴承套内壁上，在距离燕尾槽4入口处一定长度时，在顶箔片3下方便没有波纹箔片2，以方便顶箔片3弯折插入燕尾槽4中，如说明书附图3和图4所示；波纹箔片2外径的尺寸小于轴承套1的内径尺寸。

本实用新型的进一步实施例中，如说明书附图8所示，顶箔片3是周向未闭合的中空圆柱筒结构。顶箔片3厚度为0.05～0.3mm，材料为镍基合金、不锈钢、铜等金属材料和聚四氟乙烯等非金属材料；说明书附图8中的顶箔片3形状是经过一定弯折后，即为插入燕尾槽4中而弯折的顶箔片3形状；顶箔片3的尺寸小于波纹箔片2的尺寸；顶箔片3位于波纹箔片2的内部，顶箔片3的外表面和波纹箔片2的内表面相接触；将顶箔片3两端插入轴承套1内壁的燕尾槽4中进行固定，由于顶箔片3两端均在燕尾槽4内，因此，顶箔片3不会发生圆周方向的窜动。

本实用新型的进一步实施例中，本实用新型共有两种结构：

结构一：采用的是在轴承套1使用两个位于轴承套180度水平线上的燕尾槽4，将顶箔片3的两端分别插入到燕尾槽4的两端，通过燕尾槽4的“燕尾”压住顶箔片，波纹箔片3波纹箔片2采用焊接的方式安装在轴承套1内壁上；

结构二：采用的是在轴承套使用两个夹角角度小于180度的燕尾槽4,即0°<α<180°。对于每个顶箔片3而言，同样是将顶箔片3的两端分别插入到燕尾槽4的两端，通过燕尾槽4的“燕尾”压住顶箔片，波纹箔片3波纹箔片2仍采用焊接的方式安装在轴承套1内壁上；

本实用新型的进一步实施例中，两种结构区别如下：使用结构一时，由于轴承上瓦面积较大，因此可以产生的气膜会对转子振动有更强的抑制作用，轴承的高速稳定性更好。然而由于左右两侧燕尾槽的存在会使得轴承在运行时转子在轴承左右两侧的支承刚度非常低，导致轴承缺少对水平冲击的抵抗能力。使用结构二时，虽然上瓦面积的减小使得轴承上瓦产生的动压效果较弱，抑制转子向上运动的能力较弱，但是由于燕尾槽向轴承上方偏移，使得轴承在水平方向上的瓦块连续，轴承可以因此获得对水平冲击的抵抗能力。

本实用新型的进一步实施例中，本实用新型公开了一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，主要由轴承套1、波纹箔片2、顶箔片3组成。一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承是在轴承套1的内表面左右两侧分别加工出一个燕尾槽4用来固定顶箔片3，而波纹箔片2采用焊接的方式进行固定，具体实现的方法采用了两种不同的结构，结构一采用的是使用两个位于轴承套1的180度水平线上的燕尾槽4，将顶箔片3的两端分别插入到燕尾槽4的两端，通过燕尾槽4的“燕尾”压住顶箔片3，波纹箔片2采用焊接的方式安装在轴承套1内壁上；结构二采用的是在轴承套1使用两个夹角角度小于180度的燕尾槽4。对于每个顶箔片3而言，同样是将顶箔片3的两端分别插入到燕尾槽4的两端，通过燕尾槽4的“燕尾”压住顶箔片3，波纹箔片2仍采用焊接的方式安装在轴承套1内壁上。通过这两种结构，将传统气体箔片轴承的只有转子下方产生承载气膜改为在转子下方产生承载气膜的同时，在转子上方产生对转子振动起到抑制作用的气膜，可以有效的提高轴承在高速运行时的稳定性。

本实用新型的进一步实施例中，燕尾槽的槽体呈三角形，每一个燕尾槽的两侧分别和轴承套1的内壁形成一个槽口，每一个槽口用于安装一个顶箔片3的端部。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其特征在于，包括：轴承套(1)、波纹箔片(2)和顶箔片(3)，所述轴承套(1)呈环状，沿轴承套(1)的内壁安装有两个所述顶箔片(3)，两个所述顶箔片(3)合围形成第一环，所述第一环和所述轴承套(1)的内壁之间安装有两个所述波纹箔片(2)，两个所述波纹箔片(2)合围形成第二环；

所述轴承套(1)的内壁开设有两个燕尾槽(4)，每一个顶箔片(3)的两端分别位于两个所述燕尾槽(4)内；

两个所述燕尾槽(4)分别和轴承套(1)的中心轴线连接后形成的平面夹角小于180度。

2.根据权利要求1所述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其特征在于，每一个所述顶箔片(3)上均设有至少两道长豁口，多道所述长豁口相互平行。

3.根据权利要求2所述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其特征在于，多道所述长豁口沿轴承套(1)的内壁的圆周设置。

4.根据权利要求2所述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其特征在于，每一道所述长豁口的宽度范围为0.1mm至0.5mm。

5.根据权利要求1所述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其特征在于，每一个所述顶箔片(3)的厚度范围为0.05mm至0.3mm。

6.根据权利要求1所述的带有卡槽的上下分瓦式空气动压箔片轴承，其特征在于，两个所述波纹箔片(2)均与所述轴承套(1)的内壁通过焊接连接。