CN220185601U - 一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋槽动压气体箔片止推轴承，涉及气体轴承的技术领域，解决了止推箔片轴承承载力低的问题，其具有更高的承载能力，能显著提高止推箔片轴承的整体性能，本实用新型中，结合轴承底板、中间垫板、波纹箔片、带有螺旋槽的顶箔片，共同组成推力轴承的轴向支撑结构，气体从带有螺旋槽的顶箔片的边缘进入，经过凹槽后，在这种特殊的顶箔片中间形成一个高压气体区，使此动压气体止推箔片轴承具有更高的承载能力，同时会提高推力轴承的稳定性，提高该动压气体推力轴承的整体性能。

Description

一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承

技术领域

本实用新型涉及气体轴承的技术领域，尤其涉及一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承。

背景技术

轴承是旋转机械的关键部件，其性能优劣与旋转机械的可靠运行息息相关。气体动压箔片轴承相对于滚动轴承和静压气体轴承具有工作转速高、摩擦能耗小、使用寿命长、工作环境温度范围广和无需外部供气等特点，但由于工作介质是气体，气体的可压缩性限制了轴承的承载力，因此该类轴承目前只被应用在高速轻载旋转机械上，尤其是止推箔片轴承承载力低的弱点限制了该类轴承的进一步推广应用。因此，提高气体动压止推箔片轴承的承载力对于提高轴承的整体性能和在工业领域的进一步应用是非常有必要的。

实用新型内容

针对上述产生的止推箔片轴承承载力低的问题，本实用新型的目的在于提供一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其具有更高的承载能力，能显著提高止推箔片轴承的整体性能。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，包括：轴承底板1、中间垫板2、波纹箔片3和顶箔片4，轴承底板1的侧面焊接有多个所述中间垫板2和多个所述波纹箔片3，任意相邻的两个所述波纹箔片3之间设有一个所述中间垫板2，每一个所述中间垫板2上焊接有一个所述顶箔片4，每一个所述顶箔片4上开设有至少一个与其旋转方向一致的螺旋槽5；

当转子的旋转方向为逆时针，多个螺旋槽5的开口方向为逆时针；

当转子的旋转方向为顺时针，多个螺旋槽5的开口方向为顺时针。

上述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，轴承底板1呈圆环状，轴承底板1的外沿设有多个螺钉槽，轴承底板1上等间距设有多个缺口，多个中间垫板2沿所述轴承底板1等间距设置，多个波纹箔片3沿所述轴承底板1等间距设置，多个中间垫板2和多个波纹箔片3合围呈圆环状。

上述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，Bg为任一个所述顶箔片4的任一个螺旋槽5在周向方向的宽度，Br为该所述顶箔片4的任意相邻的两个螺旋槽5之间的非槽区在周向方向的宽度，每一个所述顶箔片4上的多个螺旋槽5的槽宽比的范围为0＜Bg/(Br+Bg)＜1。

上述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，每一个所述顶箔片4上的螺旋槽5的数量范围为1个至10个。

上述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，每一个所述顶箔片4上的螺旋槽5的开口角度范围为0°至150°。

上述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，每一个所述顶箔片4上的螺旋槽5的槽深范围为0.1μm至500μm。

上述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，轴承底板1的侧面焊接的所述波纹箔片3的数量范围为4个至8个。

上述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，每一个中间垫板2焊接于一个轴承底板1的缺口的边缘处。

上述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，每一个波纹箔片3的一端焊接在所述轴承底板1上，每一个波纹箔片3的另一端与缺口的边缘重合。

上述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，每一个顶箔片4的一端与一个中间垫板2焊接且两者的边缘重合。

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)本实用新型中，结合轴承底板、中间垫板、波纹箔片、带有螺旋槽的顶箔片，共同组成推力轴承的轴向支撑结构，气体从带有螺旋槽的顶箔片的边缘进入，经过凹槽后，在这种特殊的顶箔片中间形成一个高压气体区，使此动压气体止推箔片轴承具有更高的承载能力，同时会提高推力轴承的稳定性，提高该动压气体推力轴承的整体性能；

(2)本实用新型中，与传统的油润滑推力轴承不同，是利用空气作为润滑剂，空气起到润滑和散热的作用，相比于传统的油润滑推力轴承，不需要供油装置，减轻推力轴承的质量，可靠性更高，同时由于顶箔片上开有螺旋槽，因此比传统的不带有螺旋槽的空气动压止推箔片轴承具有更高的承载能力。

附图说明

图1是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承的结构示意图。

图2是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承的正面视图。

图3是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承的轴承底板的结构示意图。

图4是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承的中间垫板的结构示意图。

图5是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承的波纹箔片的结构示意图。

图6是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承随转子顺时针转动的螺旋槽的布置示意图。

图7是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承随转子逆时针转动的螺旋槽的布置示意图。

图8是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承的螺旋槽的槽深示意图。

图9是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承的螺旋槽的槽宽示意图。

图10是本实用新型的一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承的开口角度的示意图。

附图中：1、轴承底板；2、中间垫板；3、波纹箔片；4、顶箔片；5、螺旋槽。

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10所示，示出了一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其中，包括：轴承底板1、中间垫板2、波纹箔片3和顶箔片4，轴承底板1的侧面焊接有多个中间垫板2和多个波纹箔片3，任意相邻的两个波纹箔片3之间设有一个中间垫板2，每一个中间垫板2上焊接有一个顶箔片4，每一个顶箔片4上开设有至少一个与其旋转方向一致的螺旋槽5；

当转子的旋转方向为逆时针，多个螺旋槽5的开口方向为逆时针；

当转子的旋转方向为顺时针，多个螺旋槽5的开口方向为顺时针。

进一步，在一种较佳实施例中，轴承底板1呈圆环状，轴承底板1的外沿设有多个螺钉槽，轴承底板1上等间距设有多个缺口，多个中间垫板2沿轴承底板1等间距设置，多个波纹箔片3沿轴承底板1等间距设置，多个中间垫板2和多个波纹箔片3合围呈圆环状。

进一步，在一种较佳实施例中，Bg为任一个顶箔片4的任一个螺旋槽5在周向方向的宽度，Br为该顶箔片4的任意相邻的两个螺旋槽5之间的非槽区在周向方向的宽度，每一个顶箔片4上的多个螺旋槽5的槽宽比的范围为0＜Bg/(Br+Bg)＜1。

进一步，在一种较佳实施例中，每一个顶箔片4上的螺旋槽5的数量范围为1个至10个。

进一步，在一种较佳实施例中，每一个顶箔片4上的螺旋槽5的开口角度范围为0°至150°。

进一步，在一种较佳实施例中，每一个顶箔片4上的螺旋槽5的槽深范围为0.1μm至500μm。

进一步，在一种较佳实施例中，轴承底板1的侧面焊接的波纹箔片3的数量范围为4个至8个。

进一步，在一种较佳实施例中，每一个中间垫板2焊接于一个轴承底板1的缺口的边缘处。

进一步，在一种较佳实施例中，每一个波纹箔片3的一端焊接在轴承底板1上，每一个波纹箔片3的另一端与缺口的边缘重合。

进一步，在一种较佳实施例中，每一个顶箔片4的一端与一个中间垫板2焊接且两者的边缘重合。

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，一种螺旋槽5式动压气体止推箔片轴承，本实用新型属于气体轴承领域，本实用新型改善了原有动压气体止推箔片轴承承载力不足的特点，本实用新型公开了一种螺旋槽5式动压气体止推箔片轴承，主要由包括轴承底板1、中间垫板2、波纹箔片3、带有螺旋槽5的顶箔片4组成。螺旋槽5式动压气体止推箔片轴承采用在顶箔片4上开设螺旋槽5的方法使得在轴承工作时，顶箔片4上的螺旋槽5内产生涡流，在螺旋槽5区域产生高于周围空气的压力，进而提高动压气体止推箔片轴承的承载力。本实用新型可克服传统空气动压箔片止推轴承承载能力不足导致使用范围受限的缺点，扩大了动压气体止推箔片轴承的使用范围。

本实用新型的进一步实施例中，螺旋槽式空气动压止推箔片轴承包括：轴承底板1、中间垫板2、波纹箔片3、带有螺旋槽5的顶箔片4。

本实用新型的进一步实施例中，轴承底板1是中间有圆形孔，内径与外径之间含有缺口的圆形薄板；中间垫板2为扇环形，其内径大于或等于轴承底板1的内径，外径小于或等于轴承底板1的外径；波纹箔片3由一组周向分布式扇环形波箔构成，相邻两扇环形波箔间具有间隙；带有螺旋槽5的顶箔片4由多个周向分布的扇环形顶箔片4构成，单个扇环形顶箔片4的外表面开有螺旋槽5；带有螺旋槽5的扇环形顶箔片4的内径大于或等于轴承底板1的内径，外径小于或等于轴承底板1的外径；扇环形波纹箔片3的数量和带有螺旋槽5的顶箔片4中扇环形顶箔片4的数量一致；将中间垫板2焊接在轴承底板1缺口边缘处；每个扇环形波箔直边焊接在轴承底板1上，称为固定端；远离固定端含有波纹的的波箔部分贴近轴承底板1缺口边缘，为自由端；每个扇环形顶箔片4一侧径向直边与中间垫板2边角对其，焊接在中间垫板2上；另一侧径向直边自由搭接在对应的扇环形波箔上；

本实用新型的进一步实施例中，组成波纹箔片3的扇环形波纹箔片3数量为4、5、6、7或8片，组成带有螺旋槽5的顶箔片4的扇环形顶箔片4的数量为4、5、6、7或8片。

本实用新型的进一步实施例中，带有螺旋槽5的顶箔片4，槽深的定义如说明书图7，其螺旋槽5深度为0.1微米至500微米。

本实用新型的进一步实施例中，带有螺旋槽5的顶箔片4上的螺旋槽5的开口角度的定义如说明书图9所示，每个螺旋槽5的开口角度为0度至150度；一组螺旋槽5的开口方向为顺时针方向或为逆时针方向。

本实用新型的进一步实施例中，带有螺旋槽5的顶箔片4上的螺旋槽5的宽度用槽宽比的概念进行定义，槽宽比的定义如说明书图8所示，Bg为螺旋槽5在周向方向的宽度，Br为两个槽之间的非槽区在周向方向的宽度。螺旋槽5的槽宽比0<Bg/(Br+Bg)<1。

本实用新型的进一步实施例中，带有螺旋槽5的顶箔片4的材料为铜、铝、石墨、不锈钢、镍基合金等金属或聚四氟乙烯等非金属材料。

本实用新型的进一步实施例中，组成带有螺旋槽5的顶箔片4的单个顶箔片4表面螺旋槽5的数量为1至10个。

本实用新型的进一步实施例中，螺旋槽5动压气体箔片止推轴承的螺旋槽5数量、槽宽、槽深、开口角度根据轴承所需的实际承载力决定，螺旋槽5开口方向根据转子的旋转方向决定，当转子为逆时针从转子一侧观察时，螺旋槽5开口方向为逆时针，当转子为顺时针从转子一侧观察时，螺旋槽5开口方向为顺时针。

本实用新型的进一步实施例中，结合轴承底板1、中间垫板2、波纹箔片3、带有螺旋槽5的顶箔片4，共同组成推力轴承的轴向支撑结构，气体从带有螺旋槽5的顶箔片4的边缘进入，经过凹槽后，在这种特殊的顶箔片4中间形成一个高压气体区，使此动压气体止推箔片轴承具有更高的承载能力，同时会提高推力轴承的稳定性，提高该动压气体推力轴承的整体性能。

本实用新型的进一步实施例中，与传统的油润滑推力轴承不同，本实用新型利用空气作为润滑剂，空气起到润滑和散热的作用。相比于传统的油润滑推力轴承，不需要供油装置，减轻推力轴承的质量，可靠性更高，同时由于顶箔片4上开有螺旋槽5，因此比传统的不带有螺旋槽5的空气动压止推箔片轴承具有更高的承载能力。

本实用新型的进一步实施例中，中间垫板2、波纹箔片3、带有螺旋槽5的顶箔片4均为扇环形结构。将中间垫板2焊接于轴承底板1缺口边缘处，将波纹箔片3自由端与轴承底板1缺口另一侧重合，并将波纹箔片3固定端焊接于轴承底板1之上，将带有螺旋槽5的顶箔片4一侧径向直边与中间垫板2边线重合，并焊接在中间垫板2之上。

本实用新型的进一步实施例中，组成波纹箔片3的扇环形波纹箔片3数量为4、5、6、7或8片。组成带有螺旋槽5的顶箔片4的扇环形顶箔片4的数量为4、5、6、7或8片。

本实用新型的进一步实施例中，带有螺旋槽5的顶箔片4，槽深的定义如说明书图7，其螺旋槽5深度为0.1微米至500微米；

本实用新型的进一步实施例中，带有螺旋槽5的顶箔片4上的螺旋槽5的开口角度的定义如说明书图9所示，每个螺旋槽5的开口角度为0度至150度；一组螺旋槽5的开口方向为顺时针方向或为逆时针方向。

本实用新型的进一步实施例中，带有螺旋槽5的顶箔片4上的螺旋槽5的宽度用槽宽比的概念进行定义，槽宽比的定义如说明书图8所示，Bg为螺旋槽5在周向方向的宽度，Br为两个槽之间的非槽区在周向方向的宽度。螺旋槽5的槽宽比0<Bg/(Br+Bg)<1。

本实用新型的进一步实施例中，带有螺旋槽5的顶箔片4的材料为铜、铝、石墨、不锈钢、镍基合金等金属或聚四氟乙烯等非金属材料。

本实用新型的进一步实施例中，组成带有螺旋槽5的顶箔片4的单个顶箔片4表面螺旋槽5的数量为1至10个。

本实用新型的进一步实施例中，螺旋槽5动压气体箔片止推轴承的螺旋槽5数量、槽宽、槽深、开口角度根据轴承所需的实际承载力决定，螺旋槽5开口方向根据转子的旋转方向决定，当转子为逆时针从转子一侧观察时，螺旋槽5开口方向为逆时针，当转子为顺时针从转子一侧观察时，螺旋槽5开口方向为顺时针。

本实用新型的进一步实施例中，如图1，一种螺旋槽5式动压气体止推箔片轴承，包括轴承底板1、中间垫板2、波纹箔片3、带有螺旋槽5的顶箔片4；图中的四个结构，其中轴承底板1作为整体结构的一个“框架”，中间垫板2、波纹箔片3依次焊接在轴承底板1上，带有螺旋槽5的顶箔片4焊接在中间垫板2上，形成一个装配体，如图2所示。

本实用新型的进一步实施例中，如图3，是螺旋槽5式动压气体止推箔片轴承波纹箔片3的结构示意图。当该止推箔片轴承受到轴向推力后，波纹箔片3在其轴向力的作用下产生变形，使该推力轴承有一定的抗冲击能力。如图4，是该动压气体止推箔片轴承的顶箔片4的结构示意图，平面比较光滑，可以用来形成一个润滑气膜。

本实用新型的进一步实施例中，如图5，是该动压气体止推箔片轴承的带有螺旋槽5的顶箔片4的结构示意图。在该止推箔片轴承正常工作时，转子高速转动，外界的空气从带有螺旋槽5的顶箔片4的边缘进入后产生涡流，然后在该箔片的中间区域形成高压气体区，使此动压气体止推箔片轴承在轴向方向上具有更高承载能力，具有更好的稳定性，能提高动压气体止推箔片轴承的整体性能。

本实用新型的进一步实施例中，轴承底板1呈圆环状，轴承底板1上呈圆周等间距开设有4至8个缺口，每一个缺口边缘中间垫板2，任意两个中间垫板2之间设有一个波纹箔片3，波纹箔片3的一端焊接在轴承底板1上，波纹箔片3的另一端与缺口边缘重合，顶箔片4的一端焊接在一个中间垫板2上且与中间垫板2的边缘重合，顶箔片4上开设有多个等间距设置的螺旋槽5，波纹箔片3的焊接方向、顶箔片4的焊接方向和螺旋槽5的开口方向依据该动压气体止推箔片轴承的转动方向设置，动压气体止推箔片轴承安装在转子上，当转子的旋转方向为逆时针，螺旋槽5的开口方向为逆时针，波纹箔片3的焊接端位于其逆时针一侧的端部，顶箔片4的焊接端位于其逆时针一侧的端部，当转子的旋转方向为顺时针，螺旋槽5的开口方向为顺时针，波纹箔片3的焊接端位于其顺时针一侧的端部，顶箔片4的焊接端位于其顺时针一侧的端部，具体如图所示。

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 (10)

1.一种螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，包括：轴承底板(1)、中间垫板(2)、波纹箔片(3)和顶箔片(4)，轴承底板(1)的侧面焊接有多个所述中间垫板(2)和多个所述波纹箔片(3)，任意相邻的两个所述波纹箔片(3)之间设有一个所述中间垫板(2)，每一个所述中间垫板(2)上焊接有一个所述顶箔片(4)，每一个所述顶箔片(4)上开设有至少一个与其旋转方向一致的螺旋槽(5)；

当转子的旋转方向为逆时针，多个螺旋槽(5)的开口方向为逆时针；

当转子的旋转方向为顺时针，多个螺旋槽(5)的开口方向为顺时针。

2.根据权利要求1所述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，轴承底板(1)呈圆环状，轴承底板(1)的外沿设有多个螺钉槽，轴承底板(1)上等间距设有多个缺口，多个中间垫板(2)沿所述轴承底板(1)等间距设置，多个波纹箔片(3)沿所述轴承底板(1)等间距设置，多个中间垫板(2)和多个波纹箔片(3)合围呈圆环状。

3.根据权利要求2所述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，Bg为任一个所述顶箔片(4)的任一个螺旋槽(5)在周向方向的宽度，Br为该所述顶箔片(4)的任意相邻的两个螺旋槽(5)之间的非槽区在周向方向的宽度，每一个所述顶箔片(4)上的多个螺旋槽(5)的槽宽比的范围为0＜Bg/(Br+Bg)＜1。

4.根据权利要求1所述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，每一个所述顶箔片(4)上的螺旋槽(5)的数量范围为1个至10个。

5.根据权利要求1所述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，每一个所述顶箔片(4)上的螺旋槽(5)的开口角度范围为0°至150°。

6.根据权利要求1所述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，每一个所述顶箔片(4)上的螺旋槽(5)的槽深范围为0.1μm至500μm。

7.根据权利要求1所述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，轴承底板(1)的侧面焊接的所述波纹箔片(3)的数量范围为4个至8个。

8.根据权利要求2所述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，每一个中间垫板(2)焊接于一个轴承底板(1)的缺口的边缘处。

9.根据权利要求8所述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，每一个波纹箔片(3)的一端焊接在所述轴承底板(1)上，每一个波纹箔片(3)的另一端与缺口的边缘重合。

10.根据权利要求9所述的螺旋槽式动压气体止推箔片轴承，其特征在于，每一个顶箔片(4)的一端与一个中间垫板(2)焊接且两者的边缘重合。